Ti 3 SiC 2 含量对热处理态（Ti 5 Si 3 +TiC）/TC4复合材料组织及力学性能的影响

发布时间：2020-12-08 18:08

　　针对钛基复合材料中增强相易团聚的问题,采用固溶加时效的热处理工艺对其组织进行优化,研究了Ti₃SiC₂含量对材料微观组织及力学性能的影响。通过扫描电子显微镜和能谱分析仪观测了不同Ti₃SiC₂含量的复合材料的微观组织形貌,并探究热处理过程中基体组织的细化机制与增强相的析出规律,进而分析了室温力学性能的变化规律。实验结果表明:随着Ti₃SiC₂含量的增加,固溶处理后的原始晶粒尺寸大幅度减小,时效处理后的片状α相和团簇组织的平均尺寸也呈递减趋势;Ti₅Si₃颗粒在_β相内、α/β相界处和α相内均有析出,其含量随Ti₃SiC₂质量分数增加而递增;（Ti₅Si₃+TiC）/TC4复合材料的屈服强度和抗压强度均明显高于相同热处理条件下的基体TC4合金,当Ti₃SiC₂的质量... 

【文章来源】：西安交通大学学报. 2020年07期 第196-204页 北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

不同Ti3SiC2质量分数的（Ti5Si3+TiC）/TC4复合材料的烧结态显微组织

图1 不同Ti3SiC2质量分数的（Ti5Si3+TiC）/TC4复合材料的烧结态显微组织将不同Ti3SiC2含量的烧结态（Ti5Si3+TiC）/TC4复合材料分别在1 200℃下保温30min后油冷处理，然后在800℃下保温5h后空冷处理，整个热处理过程使用覆盖剂作为保护。

图2为（Ti5Si3+TiC）/TC4复合材料在不同热处理工艺下的XRD图谱。对图2a进行XRD衍射峰分析，发现固溶处理淬火后基体组织全部转变为马氏体α′相和剩余β相。在Ti3SiC2质量分数为5%的复合材料中，没有发现Ti5Si3的衍射峰，增强相只由TiC组成；随着Ti3SiC2含量不断增加，复合材料中出现Ti5Si3的衍射峰，并且α′-Ti的衍射峰右移。这说明，当Ti3SiC2含量较低时，Si元素可以完全回溶到基体中，并且淬火过程可以抑制Ti5Si3相重新析出；当Ti3SiC2的质量分数增加到8%和10%时，Si元素在基体中的固溶度达到饱和，不能完全回溶。在800℃下保温5h时效处理后，如图2b所示，在Ti3SiC2的质量分数为5%的复合材料中重新检测到Ti5Si3相的存在，表明时效处理过程中Ti5Si3相重新析出。2.2 固溶处理后Ti3SiC2含量对组织的影响

【参考文献】：
期刊论文
[1]钛合金与钛基复合材料第二相强韧化[J]. 黄陆军,耿林,彭华新.  中国材料进展. 2019(03)
[2]两相体系中第二相体积分数对其Ostwald熟化的影响[J]. 吴志方,刘超,周帆.  粉末冶金工业. 2016(05)
[3]网状结构钛基复合材料研究进展[J]. 黄陆军,耿林.  中国材料进展. 2016(09)
[4]新一代600℃高温钛合金材料的合金设计及应用展望[J]. 蔡建明,曹春晓.  航空材料学报. 2014(04)
[5]非连续增强钛基复合材料研究进展[J]. 黄陆军,耿林.  航空材料学报. 2014(04)
[6]原位混杂增强钛基复合材料的制备与组织分析[J]. 倪丁瑞,耿林,郑镇洙.  北京科技大学学报. 2007(02)
[7]热处理对TP-650钛基复合材料组织与性能的影响[J]. 曾泉浦,毛小南,张廷杰.  稀有金属材料与工程. 1997(04)

博士论文
[1]两级网状结构（Ti5Si3+TiBw）/Ti6Al4V复合材料研究[D]. 焦阳.哈尔滨工业大学 2018
[2]热处理以及等温压缩过程中TC18钛基复合材料组织性能研究[D]. 孙曙宇.上海交通大学 2013
[3]熔铸法制备TiC/Ti-6Al-4V复合材料组织与力学性能研究[D]. 曹磊.哈尔滨工业大学 2010



本文编号：2905464