包套熱軋制備TiAl-Ti合金層狀復(fù)合材料組織性能研究.pdf

1、TiAl基合金具有密度低，高溫抗氧化性能好等優(yōu)點(diǎn)，有望成為下一代高溫結(jié)構(gòu)材料。TiAl合金板材除可以作為結(jié)構(gòu)材料外，還有望成為預(yù)成型材料。但TiAl合金室溫塑性韌性低以及熱加工性能差阻礙了其進(jìn)一步發(fā)展。鈦合金與TiAl合金相比，其室溫塑性和韌性較高。在TiAl合金中加入鈦合金有望改善TiAl合金室溫韌性較低的問題。因此，本文以TiAl/Ti/TiAl和TiAl/Ti/TiAl/Ti/TiAl相互堆疊的方式，通過包套熱軋的方法分別制備了T

2、i-43Al-9V-0.3Y/Ti-6Al-4V以及Ti-44Al-8Nb-0.2W-0.2B-Y/Ti-6Al-4V三層和五層層狀復(fù)合材料，并探究了復(fù)合板材界面處的相組成以及復(fù)合板材的綜合力學(xué)性能。
　　通過顯微組織觀察發(fā)現(xiàn)，板材層數(shù)的增加會導(dǎo)致界面區(qū)域體積分?jǐn)?shù)增加，Ti-6Al-4V體積分?jǐn)?shù)減小。兩種復(fù)合板材在界區(qū)域都大致分為四個區(qū)域。Ti-43Al-9V-0.3Y/Ti-6Al-4V復(fù)合板材的四個區(qū)域分別由α+β、α/α2+

3、β0/β、α/α2+γ+β0/β、α2+γ+β0組成，其中α/α2相占64.4％，β/β0相占21.3%，γ相占14.3%。界面區(qū)域平均晶粒尺寸為8.55μm。Ti-44Al-8Nb-0.2W-0.2B-Y/Ti-6Al-4V復(fù)合板材四個區(qū)域分別由分別由α+β、α/α2+β0/β、α/α2+γ+O+β0/β、α2+γ+β0組成，其中α/α2相占72.4%，β/β0相占8.9%，γ相占17.5%，O相占1.2%。界面區(qū)域平均晶粒尺寸為2.

4、56μm。
　　測量兩種板材界面區(qū)域的顯微硬度，發(fā)現(xiàn) β/β0相含量最高的區(qū)域，硬度值最高；α/α2相含量最高的區(qū)域，硬度值最低。對于兩種復(fù)合板材而言，三層復(fù)合板的抗彎強(qiáng)度，斷裂韌性，室溫抗拉強(qiáng)度均高于五層復(fù)合板材；800℃下三層復(fù)合板材的抗拉強(qiáng)度與五層復(fù)合板材基本相同，但五層復(fù)合板材的延伸率低于三層復(fù)合板材。
　　Ti-43Al-9V-0.3Y/Ti-6Al-4V三層復(fù)合板材的抗彎強(qiáng)度為1500.06MPa；斷裂韌性為38

5、.35MPa·m1/2，是Ti-43Al-9V-0.3Y合金的1.55倍；室溫抗拉強(qiáng)度為698.94MPa；800℃下的抗拉強(qiáng)度和延伸率分別為303.18MPa和21.46%。
　　Ti-44Al-8Nb-0.2W-0.2B-Y/Ti-6Al-4V三層復(fù)合板材的綜合力學(xué)性能高于Ti-43Al-9V-0.3Y/Ti-6Al-4V三層復(fù)合板材。其抗彎強(qiáng)度為2001.68MPa；斷裂韌性為44.50MPa·m1/2，是 Ti-44Al-