本文關(guān)鍵詞：B改性Ti-6Al-4V合金的SPS制備與性能研究

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【摘要】：放電等離子燒結(jié)技術(shù)（SPS）具有升溫速率快、燒結(jié)時(shí)間短、燒結(jié)溫度低等特點(diǎn)，是近年來發(fā)展起來的一種新型、快速燒結(jié)技術(shù)，在制備高性能新材料方面具有很大的潛力。本文通過放電等離子燒結(jié)技術(shù)制備了B改性Ti-6Al-4V材料，分析了放電等離子燒結(jié)制備B/TC4材料的燒結(jié)致密化過程與機(jī)理，系統(tǒng)研究了燒結(jié)溫度、B添加量及熱處理工藝對(duì)B/TC4材料顯微組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響規(guī)律。 依據(jù)B/TC4材料的SPS燒結(jié)過程的收縮特征及微觀組織演化規(guī)律，可將其劃分為以下四個(gè)典型的燒結(jié)階段，即顆粒的凈化與重排、顆粒的聯(lián)接、燒結(jié)頸長大、塑性變形快速致密化。只有這四個(gè)燒結(jié)階段依次并充分進(jìn)行，，才能制備出高質(zhì)量的燒結(jié)體。 將Ti-6Al-4V粉和B粉經(jīng)混合后置入石墨模具進(jìn)行SPS燒結(jié)，采用B添加量為0.05、0.1、0.2wt%及850、950、1050、1150℃的燒結(jié)工藝制備B改性Ti-6Al-4V合金材料。在950℃燒結(jié)溫度下通過B元素的添加，材料室溫組織出現(xiàn)了明顯的細(xì)化，隨著B添加量的增加，材料的相對(duì)密度、硬度和拉伸強(qiáng)度不斷增大，而延伸率呈先增大后減小的變化規(guī)律，并在B添加量為0.1wt%時(shí)達(dá)到最大值，其相對(duì)密度達(dá)到99.43%，洛氏硬度為31.2HRC，拉伸強(qiáng)度為975MPa，延伸率為18.9%；隨著燒結(jié)溫度的升高，材料的相對(duì)密度、硬度和拉伸強(qiáng)度增大，而延伸率呈先增大后減小的變化規(guī)律，并在燒結(jié)溫度為950℃時(shí)達(dá)到最大值18.9%；隨著固溶溫度的升高，Ti-6Al-4V-0.1B材料的硬度、拉伸強(qiáng)度增大，而延伸率減小，相比于普通鍛造態(tài)TC4合金，經(jīng)B改性后材料在防護(hù)系數(shù)上得到明顯提高。 SPS制備的B改性Ti-6Al-4V合金材料斷裂方式主要為韌性斷裂。斷口由三種斷裂模式組成：合金基體的韌性斷裂，TiB晶須的斷裂和TiB與合金基體的分離，并隨著燒結(jié)溫度及固溶溫度的提高，斷口中韌窩數(shù)量逐漸減少，TiB晶須的斷裂以及TiB與合金基體的界面分離比例都增加。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG146.23

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1227827