热轧制变形对网状结构TiBw／Ti6Al4V复合材料组织与性能的影响.pdf

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1、第33卷第2期航空材料学报Vo1．33．No．22013年4月JOURNALOFAERONAUTICALMATERIALSApril2013热轧制变形对网状结构TiBw／Ti6AI4V复合材料组织与性能的影响黄陆军，唐骜，戎旭东，耿林(哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，哈尔滨150001)摘要：在成功设计并制备出具有优异综合力学性能的网状结构TiBw／Ti6A14V(TiBw／Ti64)复合材料的基础上，研究了轧制变形对新型网状结构TiBw／Ti64复合材料组织与性能的影响规律。利用扫描电镜观察不同变形量变形后的微观组织，分析结果显示，不同轧制变形量对应不同变形组织

2、，随着轧制变形量的增加，网状结构TiBw／Ti64复合材料中增强相破碎加剧，局部增强相含量降低，且钛合金基体为转变B组织。拉伸性能结果表明，由于基体形变及热处理强化与增强相的破碎导致的弱化效果的共同作用，随着轧制变形量的增加，网状结构TiBw／Ti64复合材料抗拉强度及伸长率均先增加后降低。抗拉强度从1090MPa提高到1330MPa，相当于提高了22％，而伸长率最大提高了97％。关键词：钛基复合材料；轧制变形；网状结构；微观组织；力学性能doi：10．3969／j．issn．1005-5053．2013．2．002中图分类号：TB331文献标识码：A文章编号：10

3、05-5053f2013)02—0008-05钛基复合材料(Titaniummatrixcomposites，简称Hashin．Shtrikman(H—S)理论及晶界强化理论，设TMCs)因具有高比刚度、高比强度、优良的高温性能计出一种增强体呈网状分布的钛基复合材料组织结及耐磨性能¨“而成为航空航天、汽车等领域中提构，并利用原位反应自生技术结合粉末冶金的方法，高力学性能、降低自重、提高效能的最佳候选材采用低能球磨加热压烧结技术，基于大尺寸料。在传统研究中，不管采用什么制备方法，选Ti6A14V(Ti64)钛合金粉与细小TiB粉成功制备出用什么增强相与基体，研究者总是

4、追求增强体在基了网状结构TiBw／Ti64复合材料。前期研究结果显体中的均匀分布。然而，TMCs近40年的研究示，具有这种新型网状结构的钛基复合材料表现出结果显示，增强体均匀分布的TMCs只能表现出有了优异的综合力学性能’，如5％TiBw／Ti64复合限的增强效果，特别是粉末冶金法制备的钛合金基材料抗拉强度达到1090MPa，伸长率达到3．3％。复合材料室温脆性极高，已成为制约TMCs发展的值得指出的是，这种宏观呈均匀分布，微观呈非均匀瓶颈，严重影响TMCs进一步发展’。网状分布的组织结构，正好与K．LU的建议吻合。在前人工作的基础上，通过总结分析，根据与传统的均匀

5、复合材料组织结构相比，只有以可控的方法改变增强体分布结构，制备出新型的多级复合材料组织结构，才能使现有复合材料综合性能得收稿日期：2012—07—10；修订Et期：2013-01．10到进一步提高。基金项目：国家自然科学基金(51101042，51271064)；中央传统研究中，通过后续热挤压、锻造、轧制等高校基本科研业务费专项资金资助(HIT．NSRIF．201131)；变形可进一步提高金属基复合材料力学性能，且第五批中国博士后特别资助基金(2012T50327)；第5O批中国博士后基金(2011M500653)；黑龙江省博士后基金能为后续塑性成型提供一定的实验指

6、导，因此进作者简介：黄陆军(1983一)，男，博士，讲师，主要从事钛合一步深入研究热轧制变形对这种新型网状结构钛金、钛基复合材料设计、制备及组织与性能演化规律研究，基复合材料组织与性能影响规律是非常重要的，(E—mail)huanglujun@hit．edu．cn也是必须进行的。对进一步推动TMCs发展并满通讯作者：耿林，教授，主要从事铝基复合材料、钛基复合材足实际生产要求具有积极的作用。本工作研究了料设计、制备及组织与性能演化规律研究，(E—mail)genglin热轧制变形对网状结构TiBw／Ti64复合材料组织@hit．edu．cn与性能的影响规律。12航空材

7、料学报第33卷[9]HUANGLJ，GENGL，WANGB，eta1．Effectsofextru—workarchitecture[J]．Composites：Part(A)，2012，43sionandheattreatmentonthemicrostructureandtensile(3)：486—491．propertiesofinsituTiBw／Ti6A14Vcompositewithanet—EfectsofHotRollingDeformationonMicrostructureandMechanicalPropertiesofTiBw／Ti6A