TiB纖維分布的均勻性對鈦基復合材料拉伸性能的影響

黃立清,李 超,郭 薇,丁永峰，李 健,3

(1.湖南金天鈦業科技有限公司 湖南省高端裝備特種鈦合金工程技術研究中心，湖南 常德 415001)

(2.龍巖學院, 福建 龍巖 364012)

(3.福建省焊接質量智能評估重點實驗室, 福建 龍巖 364012)

輕質高強的零部件有利于促進機械裝備的減重,從而有效地提高能源利用效率，在汽車、飛機、能源動力等領域具有重要應用。輕質高強零部件的開發主要依賴于高強韌結構材料的應用。在金屬材料領域，復合材料強化法被普遍認為是既能有效提升材料強度、剛度與硬度，又能在一定程度上保持金屬基體固有塑性的辦法[1,2]。連續纖維增強金屬基復合材料具有高的強度和剛度，而非連續纖維/顆粒增強金屬基復合材料具有各向同性的優點。

對于非連續增強鈦基復合材料，由于鈦本身為活潑屬性，可通過原位自生法獲得TiB短纖維、TiC顆粒及Ti5Si3顆粒等增強鈦基復合材料[3, 4]。通常，可通過將硼化物、碳化物及硅化物等粉末與鈦粉或鈦合金粉進行機械合金化，然后對復合粉末進行熱壓、放電等離子燒結或熱擠壓等制備致密的鈦基復合材料[5, 6]。在燒結的過程中，鈦粉與硼化物、碳化物及硅化物等顆粒發生化學反應而快速生成增強相TiB短纖維、TiC顆粒及Ti5Si3顆粒等。然而，由于鈦粉的性質過于活潑，高能的機械合金化過程給鈦粉末或鈦合金粉末帶來較大的污染；因污染而引入的雜質元素(O、N)在鈦基體中具有強的強化與脆化作用，使得機械合金化制備法的過程難以控制且最終產品的塑性差[7]。……