鈦基復合材料具有優(yōu)異的力學性能、耐腐蝕性以及生物相容性,因而廣泛應用于航天航空、航海及醫(yī)療等領域。本文以Mo₂C粉末、MoB₂粉末和純鈦粉為原料,通過原位反應制備TiC/Ti基復合材料和TiB/Ti基復合材料,其中復合材料中增強體體積分數(shù)分別為1.38 vol%、2.8 vol%和4.1 vol%。探究不同燒結溫度對復合材料力學性能的影響,確定最佳燒結溫度;探究增強體體積含量對復合材料的組織及力學性能的影響,確定最優(yōu)增強體體積含量;進一步制備不同TiC:TiB比例的（TiC+TiB）/Ti基復合材料,研究復合材料中TiC:TiB比例對復合材料的組織和性能的影響規(guī)律,對比研究相同Mo含量以及體積分數(shù)下,單一增強相與復合增強相對復合材料組織及力學性能的強化區(qū)別。本文首先探究了燒結溫度對TiC/Ti基復合材料的影響,實驗結果表明,當燒結溫度由1200℃升高至1300℃,TiC/Ti基復合材料的致密度明顯升高,1300℃時,致密度可達98%以上,并且隨著TiC顆粒含量增加而增大。力學性能結果顯示,燒結溫度對TiC/Ti基復合材料洛氏硬度及壓縮性能的影... 

【文章來源】：西南大學重慶市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

5vol%TiC/Ti6Al4V復合材料中TiC顆粒的形態(tài)

西南大學專業(yè)碩士學位論文6通過對微觀結構的設計，改善復合材料的塑性[27-30]。如圖1-2的3.5vol%TiBw/TA15復合材料的微觀結構中可以明顯看出，分布于復合材料晶界處的TiBw所形成的準連續(xù)的網(wǎng)絡結構，這種網(wǎng)狀結構可在高溫狀態(tài)下有效抑制晶粒生長，進一步提高晶界強化效果，進而強化鈦合金的室溫和高溫強度，由于TiBw增強相能有效連接相鄰基體顆粒，形成“釘銷”作用，增加細小單元間的協(xié)調(diào)變形能力，有效抑制頸縮，從而改善復合材料的塑性及變形能力[31-34]。表1TiC/TiB增強鈦基復合復合材料的力學性能反應體系增強相制備方法燒結溫度抗拉強度(MPa)抗壓強度(MPa)屈服強度(MPa)延伸率(%)參考文獻TiC-Ti6415%TiC激光直接沉積--1636±231310±2214.1±0.2[17]C-Ti0.4%Gr放電等離子燒結1073K638-504.628[26]Mo2C-Ti5%TiC真空燒結1300°C834.5-827.84.6[20]VC-Ti5%TiC真空燒結1300°C596.7-590.95.3[20]CH4-TiH215%TiC氣固反應1300°C715-61512.1[5]TiB2-TA155%TiBw真空燒結1100°C773(673K)--16[6]圖1-2(a)3.5vol.%TiBw/TA15復合材料TiB網(wǎng)絡分布；(b)為(a)中藍方區(qū)域的放大圖[31]Fig.1-2(a)TheTiBnetworkdistributionof3.5vol.%TiBw/TA15composite;(b)enlargedimageofblue-squareregionin(a)[31].

i復合材料，其中燒結后的5vol.%(TiB+TiC)/Ti納米復合材料同時具有高拉伸強度（>800MPa）和優(yōu)異的拉伸延展性（>20%）。如圖1-3所示為燒結后5vol.%(TiB+TiC)/Ti6Al4V復合材料中，TiB納米線組成網(wǎng)狀結構，TiC顆粒沿網(wǎng)絡邊界分布,復合材料強度提高，同時具有可觀的延展性。主要原因在于：一是高縱橫比的TiB納米線載荷傳遞效率高，有效提高復合材料的強度，且彎曲時不會突然斷裂，具有一定的可塑性；二是TiB納米線形成的的3D網(wǎng)絡編織結構能使裂紋偏轉(zhuǎn)，有助于保持良好的拉伸延展性。(TiB+TiC)/Ti復合材料的力學性能如表2所示。圖1-35vol.%(TiB+TiC)/Ti6Al4V燒結樣品的微觀結構的SEM圖像：(a)燒結后的3D網(wǎng)狀結構圖，(b)典型微觀結構圖[39]Fig.1-3SEMimagesshowingthemicrostructuresofas-sintered5vol.%(TiB+TiC)/Ti6Al4Vsample.a)Apseudo-3Dpresentationoftheas-sinteredmicrostructure,b)afocusedviewcontainingatypicalcell[39]表2(TiB+TiC)/Ti復合材料的主要力學性能


本文編號：2911164