热处理对网状结构TiBw/TA15(Mo,Si)复合材料组织与性能的影响

作者：郑俊超; 黄陆军^*; 马瑞; 白洁; 张芮; 姜山; 耿林

来源：航空材料学报, 2020, 40(03): 118-126.

• 钛基复合材料
• 热处理
• 网状结构
• 组织演变
• 力学性能

采用低能球磨结合热压烧结的方法设计制备网状结构3.4%(体积分数)TiBw/TA15(Mo,Si)钛基复合材料,对复合材料进行不同热处理,研究热处理对其组织与性能的影响。通过X射线和透射电镜表征复合材料物相变化,结合扫描电镜对材料组织变化进行分析,结果表明:添加的TiB2原位生成TiB晶须(TiBw)增强相分布在TA15钛合金颗粒周围形成网状结构,MoSi2以固溶析出形式形成(Ti,Zr)5Si3细小增强相和Mo固溶原子分布在网状结构内部;1200℃固溶处理未改变TiBw组织形貌以及复合材料网状结构特征,基体组织转变为马氏体α’,(Ti,Zr)5Si3增强相重新过饱和固溶;550～700℃时效处理后基体马氏体组织发生分解,过饱和硅元素在α/β界面和网状界面析出,随时效温度提高,针状马氏体α’逐渐转变为片层状(α+β)相,析出的硅化物数量逐渐变多尺寸变大。利用Instron-5569型万能试验机对复合材料力学性能进行测试分析,结果表明:随时效温度升高复合材料强度先升高后降低,塑性变化趋势与强度变化相反;1200℃/45 min固溶处理TiBw/TA15(Mo,Si)复合材料压缩强度为1751MPa,断裂应变为6.7%,经过1200℃/45 min固溶+600℃/90 min时效处理后复合材料压缩强度达到1900 MPa,断裂应变下降至3.6%。

• 单位
  哈尔滨工业大学; 北京动力机械研究所