PDF《第20 卷专辑 1》

2 和3中的结果吻 合. 2.3 断裂机制 La2O3 颗粒尺寸约为 200~300 nm,弥散分布在钛 基体中.根据弥散强化原理,这种极为细小的氧化物 颗粒与位错作用可以强化基体,显著提高高温瞬时强 图3(TiB+La2O3)/Ti 复合材料热处理后的高温拉伸性能 Fig.3 High-temperature tensile properties of (TiB+La2O3)/Ti composite after heat treatment: (a) Stress;

(b) Strain 度和持久强度[16] . 图4所示为(TiB+La2O3)/Ti 复合材料室温拉伸后 试样沿拉伸方向的 SEM 像.从图

4 可以发现:复合 材料中接近断口的 TiB 短纤维在室温拉伸后大部分发 生了断裂,这一现象与 GORSSE 和MIRACLE[17] 的研 究结果吻合.当复合材料受载荷作用时,载荷直接作 用到基体上,然后基体将载荷通过纤维与基体间界面 上的剪切应力传递到大于临界长径比的纤维上. 可见, 短纤维承载断裂是原位合成耐热钛基复合材料的主要 室温断裂机理. 高温拉伸时,随着温度的升高,TiB 晶须的长径 比增大.从图 4(d)可以发现:在700 ℃高温拉伸时, 具有最大伸长率的α+β热处理试样仍然出现大量的断 裂的 TiB 短纤维,这与室温拉伸的结果相似,证明在

700 ℃高温拉伸时大部分短纤维处在高于临界长径比 的状态,TiB 纤维承载首先断裂,然后裂纹在基体中 产生,最终基体中的裂纹与 TiB 断裂的裂纹结合,导第20 卷专辑

1 李九霄,等:热处理对原位 TiB 和La2O3 增强 IMI834 拉伸性能的影响 s609 图4(TiB+La2O3)/Ti 复合材料室温和高温拉伸后试样沿拉伸方向的 SEM 像Fig.4 SEM images of (TiB+La2O3)/Ti composite after tensile test along tensile direction: (a) α+β;

(b) β(AC);

(c) β3(AC);

(d) α+β,

700 ℃ 致了复合材料的失效.这一现象与文献[18]的研究结 果吻合. 由于复合材料中的 TiB 短纤维绝大多数为细长的 针状,大部分短纤维处在高于临界长径比的状态,其 室温和高温断裂机制都为短纤维承载断裂,从而使得 钛基复合材料具有很好的拉伸性能.

3 结论 1) α+β两相区热处理后得到双态组织,β热处理和 三重式β热处理空冷得到片状组织. 2) α+β热处理具有良好的室温拉伸性能,β热处理 和三重式β热处理后试样伸长率较α+β热处理的显著 下降,三重式β热处理的伸长率较β热处理稍有 提高. 3) α+β热处理高温拉伸性能较好,三重式β热处理 次之;

随着温度的升高,β热处理抗拉强度下降最少, 但断裂伸长率最低. 4)

3 种热处理后试样室温和高温断裂机制都为短 纤维承载断裂. REFERENCES [1] 杨鹏宇, 苗德华, 呼英俊, 徐苏阳. 新型钛合金的时效工艺[J]. 金属热处理, 2005, 30(10): 68?69. YANG Peng-yu, MIAO De-hua, HU Ying-jun, XU Su-yang. Aging process for a new titanium alloy [J]. Heat Treatment of Metal, 2005, 30(10): 68?69. [2] ZHANG Li. An analysis of developing strategies and measures of titanium based materials in the high-technology area [J]. Acta Metallurgica Sinica, 1997, 33(1): 85?89. [3] RANGANATH S. A review on particulate-reinforced titanium matrix composites [J]. J Mater Sci, 1997, 32(1): 1?16. [4] 吕维洁, 张荻, 张小农. 原位合成 TiC 和TiB 增强钛基复合 材料[J]. 材料工程, 1999(8): 9?11. L? Wei-jie, ZHANG Di, ZHANG Xiao-nong. (TiC+TiB)/Ti alloy matrix composites prepared by in-situ technique [J]. Journal of Materials Engineering, 1999(8): 9?11. [5] 王敏敏, 吕维洁, 覃继宁, 张荻, 计波, 朱峰. 原位合 成TiB 和TiC 增强钛基复合材料的超塑变形力学行为[J]. 上 海交通大学学报, 2005, 39(1): 41?45. WANG Min-min, L? Wei-jie, QIN Ji-ning, ZHANG Di, JI Bo, ZHU Feng. Mechanical property of superplastic deformation of 中国有色金属学报