對(duì)含體積分?jǐn)?shù)3%TiB_w增強(qiáng)相的近α高溫鈦基復(fù)合材料進(jìn)行不同應(yīng)變速率（0.01～0.10s-1）與變形量（30%～70%）的單道次單向鍛造以及多向鍛造,研究鍛造工藝對(duì)復(fù)合材料顯微組織的影響。結(jié)果表明:不同應(yīng)變速率下單向鍛造后,復(fù)合材料中TiB_w增強(qiáng)相垂直于鍛造方向均勻分布,隨著應(yīng)變速率的增加,TiB_w增強(qiáng)相的破碎程度增大,等軸α相的含量降低,層片狀α相和β轉(zhuǎn)變組織的含量增加;隨著變形量的增加,TiB_w增強(qiáng)相被碎程度增大,其定向排列的趨勢(shì)更加明顯,等軸α相含量增加,層片狀α相和β轉(zhuǎn)變組織的含量降低。多向鍛造后,TiB_w增強(qiáng)相破碎,但分布無(wú)明顯取向,基體組織為層片狀α相和β轉(zhuǎn)變組織;多向鍛造態(tài)復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度分別為1 512,1 802 MPa,比鑄態(tài)復(fù)合材料的分別提高了15.4%,5.9%。 

【文章來(lái)源】：機(jī)械工程材料. 2020,44(07)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

鈦基復(fù)合材料的鑄態(tài)顯微組織

由圖2可以看出：不同應(yīng)變速率下單向鍛造后，復(fù)合材料中TiBw增強(qiáng)相垂直于鍛造方向均勻分布于基體中；當(dāng)應(yīng)變速率較大時(shí)，TiBw增強(qiáng)相與基體變形不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致大量TiBw增強(qiáng)相折斷，而當(dāng)應(yīng)變速率較小時(shí)，TiBw增強(qiáng)相與基體間實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)變形，TiBw增強(qiáng)相破碎程度小，大部分TiBw仍保持較大的長(zhǎng)徑比。當(dāng)應(yīng)變速率為0.10s-1時(shí)，復(fù)合材料基體組織主要由粗大的層片狀初生α相（面積分?jǐn)?shù)約為45%）和大量β轉(zhuǎn)變組織組成，同時(shí)TiBw增強(qiáng)相附近有少量等軸α相存在。這是因?yàn)椋涸谳^大的應(yīng)變速率下，復(fù)合材料的變形時(shí)間較短，終鍛溫度較高，初生α相生長(zhǎng)較快，因此呈粗大的層片狀[18]。較短的變形時(shí)間還導(dǎo)致初生α相的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶來(lái)不及充分進(jìn)行，但由于變形時(shí)TiBw增強(qiáng)相附近形成位錯(cuò)塞積，而產(chǎn)生的較高的畸變能為再結(jié)晶提供了足夠的能量，因此TiBw增強(qiáng)相附近存在少量等軸α相；變形完成后，β相在降溫過(guò)程中發(fā)生β→α相變，形成β轉(zhuǎn)變組織，β轉(zhuǎn)變組織由非常細(xì)小的次生α片層和層片間β相組成。當(dāng)應(yīng)變速率為0.05s-1時(shí)，基體組織由少量層片狀α相、等軸α相和β轉(zhuǎn)變組織組成，層片狀α相的長(zhǎng)徑比減小，等軸α相主要在TiBw增強(qiáng)相附近聚集，其含量比應(yīng)變速率為0.10s-1時(shí)的明顯增加，這是由于變形時(shí)間變長(zhǎng)后部分層片狀初生α相發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶導(dǎo)致的，變形時(shí)間變長(zhǎng)還導(dǎo)致終鍛溫度的降低，使得β轉(zhuǎn)變組織含量減少。當(dāng)應(yīng)變速率為0.01s-1時(shí)，復(fù)合材料基體組織為大量的等軸α相和少量β轉(zhuǎn)變組織，其中等軸α相面積分?jǐn)?shù)約為75%。由此可知，隨著應(yīng)變速率的降低，復(fù)合材料的變形時(shí)間延長(zhǎng)，基體組織的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶更為充分，組織中的等軸α相含量增加，層片狀α相與β轉(zhuǎn)變組織減少。雖然鍛造起始溫度在β相變點(diǎn)以上，但不同應(yīng)變速率下復(fù)合材料的基體組織均為兩相區(qū)鍛造組織，這是由于鑄錠的尺寸很小，溫度下降較快導(dǎo)致的。2.2 單向鍛造時(shí)變形量對(duì)顯微組織的影響

由圖5可知，鑄態(tài)和多向鍛造態(tài)復(fù)合材料的壓縮曲線上無(wú)明顯的屈服平臺(tái)。多向鍛造態(tài)復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度為1 512MPa，抗壓強(qiáng)度為1 802 MPa；鑄態(tài)復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度為1 310 MPa，抗壓強(qiáng)度為1 701MPa。多向鍛造后復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度提高了15.1%，抗壓強(qiáng)度提高了5.9%。這是由于：一方面，多向鍛造后基體組織中α相明顯細(xì)化，且TiBw增強(qiáng)相在基體中的分布更加均勻，變形時(shí)基體組織能夠更快速地將載荷轉(zhuǎn)移到起到承載強(qiáng)化作用的增強(qiáng)相中；另一方面，多向鍛造后β轉(zhuǎn)變組織中的細(xì)小次生α相起到彌散強(qiáng)化作用，從而提高了復(fù)合材料的強(qiáng)度。3 結(jié)論

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]TiBw增強(qiáng)近α鈦基復(fù)合材料相變點(diǎn)測(cè)定方法分析[J]. 田玉晶,孫世臣,胡辰,方曉英,趙而團(tuán).  熱加工工藝. 2020(08)
[2]顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 倪嘉,柴皓,史昆,趙軍,劉時(shí)兵,劉鴻羽,崔亞迪.  材料導(dǎo)報(bào). 2019(S2)
[3]熱拉伸變形及固溶時(shí)效處理對(duì)TC4-DT鈦合金顯微組織的影響[J]. 潘巧玉,余新平,齊永杰,黃慶華,潘光永.  機(jī)械工程材料. 2019(11)
[4]碳納米材料增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料研究進(jìn)展[J]. 晏琪,陳彪,李金山.  中國(guó)材料進(jìn)展. 2019(11)
[5]Ti750合金中初生α相的體積分?jǐn)?shù)對(duì)固溶溫度的敏感性[J]. 陳朝陽(yáng),陳志勇,朱紹祥,劉建榮,王清江.  材料研究學(xué)報(bào). 2019(10)
[6]我國(guó)TC8鈦合金研制進(jìn)展與性能評(píng)價(jià)[J]. 王儉,馮秋元,張永強(qiáng),陳志勇,喬璐,毛玲玲,李巍,王鼎春,高頎.  鍛壓技術(shù). 2019(10)
[7]Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr合金α相的析出行為及其對(duì)斷裂機(jī)制的影響[J]. 邵暉,趙敏劍,王凱旋,單迪,張賽飛,白力靜,張國(guó)君,趙永慶.  機(jī)械工程材料. 2019(09)
[8]原位制備碳化鈦顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料研究進(jìn)展[J]. 白海強(qiáng),商昭,蔡小龍,趙梓源,惠鵬飛.  熱加工工藝. 2019(04)
[9]等溫?cái)D壓變形量對(duì)TiB+TiC增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料組織和室溫力學(xué)性能的影響[J]. 計(jì)波,黃光法,毛建偉.  鈦工業(yè)進(jìn)展. 2018(03)
[10]600℃高溫鈦合金發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 劉瑩瑩,陳子勇,金頭男,柴麗華.  材料導(dǎo)報(bào). 2018(11)

博士論文
[1]雙尺度顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料熱加工及組織性能演變規(guī)律研究[D]. 吳介.太原理工大學(xué) 2019

碩士論文
[1]TiBw/Ti-6Al-4V復(fù)合材料多向鍛造與熱處理工藝研究[D]. 朱立洋.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]原位TiB增強(qiáng)高溫鈦合金基復(fù)合材料的組織與性能研究[D]. 黃菲菲.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3242799