热氢处理对(TiB+TiC)/Ti-6Al-4V复合材料微观组织和力学性能的影响

摘要

钛基复合材料具有高比强、高比模和耐高温等优点，优异的高温性能和蠕变性能，在航空、航天、武器和汽车等领域具有广阔的应用前景。然而，钛合金及钛基复合材料的模锻和超塑性成型通常都是在900?C左右的高温下进行，坯料和模具的氧化问题十分突出，因此必须在真空、保护气氛或者涂覆防氧化涂层的保护下进行，增加了制造和加工的成本。近些年发展起来的热氢处理技术，能够改善钛合金的高温塑性，降低热变形的流变应力和成形温度，从而降低其热加工成本。
　　采用了熔铸法通过Ti、B4C、石墨、AlV合金和纯Al之间的原位反应，成功合成了以Ti-6Al-4V合金为基体，TiB和TiC为增强体的复合材料，增强体的体积分数为5％，TiB和TiC摩尔比为1:1。得到的材料增强体分布均匀，且与集体界面干净，无反应物存在，TiC为短纤维状，而TiB为等轴状。原位合成的铸态的复合材料典型的铸态组织，基体由浅色的α层片和深色的β层片组成钛基复合材料的增强体分布均匀，与基体界面结合良好。
　　氢作为β相稳定化元素，显著地降低了钛基复合材料的相变温度，随着氢含量的增加，钛基复合材料的相变点降低。氢含量为0 wt.%的材料相变温度为1020℃，氢含量为0.15 wt.%的材料，相变温度约为935℃，氢含量为0.60 wt.%的材料，相变温度约为825℃。因此热氢处理可以使钛基复合材料在较低的温度下进行开坯锻造、轧制等热加工，这为改善钛基复合材料的热加工提供了重要的便利条件，有助于降低对设备和工装的要求，可以在生产中大大节约成本。
　　本论文主要开展复合材料热氢处理，包括置氢、热变形、真空退火除氢等工艺研究。对复合材料进行了相分析和微观组织的观察，氢含量为0 wt.%和0.15 wt.%的复合材料的锻造温度在α+β两相区，最后都获得了等轴的α+β组织；而氢含量为0.60 wt.%的材料的锻造温度在β相区，获得了α

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第一章 绪论

1.1引言

1.2原位自生钛基复合材料的研究和发展

1.3钛基复合材料的热处理和加工

1.4钛基复合材料的力学性能

1.5钛基复合材料的热氢处理

1.6研究内容和研究意义

参考文献

第二章 钛基复合材料的制备和热氢处理

2.1引言

2.2材料的制备

2.3复合材料的热氢处理

2.4复合材料相变点的确定

2.5复合材料的组织分析

2.6本章小结

参考文献

第三章 热氢处理对复合材料力学性能的影响

3.1引言

3.2热氢处理中的微观组织的转变

3.3复合材料的室温力学性能

3.4材料的高温力学性能

3.5总结与讨论

3.6本章小结

参考文献

第四章 全文总结

4.1全文总结

4.2研究展望

致谢

作者攻读硕士学位期间发表的学术论文

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