原位自生TiB增强Ti-55531合金复合材料组织与力学性能研究

摘要

采用真空自耗电弧熔炼及近等温热塑性变形方法制备了原位自生TiB/Ti-55531复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及万能材料试验机等研究了增强相含量对其组织与力学性能的影响规律,并分析其失效断裂机制。结果表明,热处理态TiB/Ti-55531复合材料的组织特征为α相、TiB增强相弥散分布于β基体。随着TiB增强相的引入及含量增加,复合材料的基体晶粒明显细化,沿晶界分布的粗条状α相逐渐球化,抗拉强度、屈服强度、杨氏模量明显增加,延伸率有不同程度降低。2vol%TiB/Ti-55531复合材料的强塑性匹配较好,抗拉强度为1444.2 MPa,屈服强度为1421.4 MPa,杨氏模量为115.5 GPa,延伸率为9.2%。随着TiB增强相的引入及含量增加,拉伸试样断口的韧窝数量减少,深度变浅,断裂机制逐渐从韧性断裂向混合断裂转变。