自生钛基复合材料颗粒增强相tic的形态控制

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1、佳术斯大学硕士学位论文摘要本文采用熔铸法制备了自生Tic颗粒增强钛基复合材料，利用光学显微镜、扫描电镜、x射线衍射仪、能谱仪、显微硬度测定仪、万能试验机等手段，研究了材料中Tic形态变化规律，合金元素及热处理工艺对Tic形态变化的影响规律，考察了复合材料的显微硬度和压缩性能。TiC，仍复合材料铸态组织中的TiC形态较复杂，当含碳量低于共晶点时，Tic为羽毛状共晶TiC；含碳量在共晶点附近时，Tic为棒状或片状共晶Tic和少量初生等轴枝晶Tic；含碳量高于共晶点时，TiC为粗大的初生枝晶TiC和少量的短棒状共晶Ti

2、c；过共晶Ti—c合会中，含碳量越高初生Tic的～次枝晶越粗大。通过对含有合金元素的TiCp，ri复合材料研究表明：钒和铝促进初生TiC生长成棒状；钇促进初生枝晶Tic分枝长大和粗化，使共晶TiC生成须状或花瓣状；铝、铜和硅的加入，使初生Tic的枝晶变得细小，枝晶数量增加，当硅含量超过3．O、毗时，会形成呈粗针状或棱柱状分布在基体中的析出相。通过以上分析结果表明：各类合金元素的影响是由于在凝固过程中，通过在界面前沿的富集，改变固一液界面前沿的溶质扩散条件和过冷状态来影响TiC的生长的。利用Ti与B4c的反应熔铸法

3、制备的(，nc+TiBl门ri复合材料的增强相是纤维状的1诏和颗粒状或枝晶状的Tic。当B4C含量小于2．5、vl：％时，除TiB外，只存在颗粒状TiC；当B4C含量大于2。5w阢时，同时存在枝晶状和颗粒状的TiC。热处理结果表明：铸态组织中Tic可通过高温热处理改变其形态。在B．Ti区进行热处理时，随保温时间的增加，枝晶Tic发生粗化、圆滑和熔断，形成捧状晶和块状晶。TiC枝晶的粗化、表面和端部圆化是由于包析转变形成的TiC的依附生长；枝晶熔断的驱动力是由于曲率效应引起的基体碳浓度的不平衡。Tic枝晶通过溶解一

4、扩散一析出机制改变形态。对复合材料铸态压缩性能和显微硬度的研究表明：复合材料基体显微硬度相对于纯钛提高19_42％，显微硬度基本上随含碳量增加而增加；复合材料抗压强度相对于纯钛提高3．5倍，但塑性降低60．80％；Tic的形态对复合材料的抗压强度有着强烈的影响，Tic形态从棒状变为粗大枝晶时，抗压强度下降30％。钛基复合材料的断裂为准解理断裂。关键词：钛基复合材料；Tic；形态；合金元素；热处理；力学性能佳木斯大学硕士学位论文StudyonGrowthMorpholog)rofTiCinTiCp，riCompos

5、iteonIn—s“uandit’sControl‰gAbstllct’I’iCpa蜘cles∞‘mfoIoed墩aI!曲mmatrixcompositesweIefabI妇dby、lsingin-sinlmelting—cas血gp龇ss．1kch锄舀ngofmorph010科ofTiCand吐圯e脑ctSofalloyiIlgelememandheattre咖ent0nmo曲olo盯ofTiCmTialloyswereinveStigatedbymeansof0M，SEM，Ⅺm觚dEDS．1kIIlicmha

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