PDF《第20 卷专辑 1》

第20 卷专辑

1 中国有色金属学报

2010 年10 月Vol.

20 Special

1 The Chinese Journal of Nonferrous Metals Oct.

2010 文章编号:1004-0609(2010)S1-s0606-05 热处理对原位 TiB 和La2O3 增强 IMI834 拉伸性能的影响 李九霄,王立强,覃继宁,陈一飞,吕维洁,张荻(上海交通大学 金属基复合材料国家重点实验室,上海 200240) 摘要:研究α+β、β和β三段热处理方法对原位自生 TiB 和La2O3 增强钛基复合材料组织和拉伸性能的影响.用 金相显微镜、扫描电子显微镜进行组织和增强体观察,热处理后对材料进行室温和高温拉伸实验.结果表明,热 处理前、后增强体稳定.α+β热处理得到双态组织,β和β三段热处理得到片层组织.α+β热处理后试样的室温和高 温拉伸性能较好,β三段热处理后的室温和高温拉伸性能均优于β热处理的. 关键词:钛基复合材料;

热处理;

组织;

拉伸性能 中图分类号:TG 166.5 文献标志码:A Effect of heat treatment on tensile properties of in situ synthesized (TiB+La2O3)/Ti composite LI Jiu-xiao, WANG Li-qiang, QIN Ji-ning, CHEN Yi-fei, L? Wei-jie, ZHANG Di (State Key Laboratory of Metal Matrix Composites, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China) Abstract: The effects of α+β, β and β triplex heat treatment on microstructure and mechanical properties of in situ synthesized (TiB+La2O3)/Ti composite were studied. The microstructures and reinforcements were examined by means of optical microscopy and scanning electron microscopy. Room and high temperature tensile properties of the specimens were tested. The results show that TiB and La2O3 are stable after heat treatment. Duplex structures are obtained after α+β heat treatment. Laminar α structures are gained after β and β triplex heat treatment. Room and high temperature tensile properties of the specimens after α+β and β triplex heat treatment are better than those after β heat treatment. Key words: titanium matrix composite;

heat treatment;

microstructure;

tensile property 钛合金具有一般材料无法比拟的性能, 如密度小、 强度高、比强度大(超过高强度钢)、热强性高、热稳 定性好、化学活性大、导热性差、弹性模量低、抗腐 蚀性能好等[1] .但是,随着新技术革命浪潮的推进, 面对高技术时代对高性能钛合金材料日益紧迫的需 求,传统的钛合金材料已难以满足高技术的要求.正 是如此,出现了由钛合金向钛基复合材料转移的趋 势[2] .颗粒增强钛基复合材料因其具有高比强、高比 模和耐高温性能, 在航空航天、先进武器系统、汽车 等领域有广阔的应用前景[3?4] .利用增强体原位合成 法,避免了外加增强体的污染问题和熔铸过程中存在 的陶瓷颗粒与基体合金的湿润性问题, 可制备出性能 更好的颗粒增强钛基复合材料[5] .TiB[6?9] 和稀土氧化 物[10?11] 被认为是较理想的增强体. 随着人们对钛合金性能要求的不断提高,

20 世纪

70 年代以后,国际航空界在设计思想上发生了变化, 由传统的以未损伤材料的静强度设计转变为损伤容限 设计.设计方法的转变导致了选材判据的变化,选材 判据的变化明显地影响了钛合金及制备技术的发展方 向, 其中引人注目的一个发展方向是β热处理工艺正以 相当快的速度广泛取代传统的α+β热处理工艺.美国 的第

4 代主力战斗机 F-22 上钛合金用量占总结构质 基金项目:国家重点基础研究发展计划资助项目(2007CB613806);