利用真空电弧熔炼技术, 通过热加工原位合成了以TiB纤维和La2O3颗粒为增强体的7715D钛基复合材料, 然后分别在β相区与(α+β)相区退火, 获得层片和等轴两种基体组织;并对不同组织复合材料进行了高温拉伸试验、蠕变试验和不同温度下的热暴露试验。结果表明: 与等轴组织相比, 层片组织显著提高了复合材料的高温抗拉强度及蠕变性能, 能有效阻止增强体断裂后微裂纹的扩展;在600 ℃下热暴露时, 复合材料的热稳定性最差, 主要由在等轴组织初生α相中和层片组织的α片边界处析出颗粒状脆性相所致, 其对复合材料室温塑性均有不利影响。
所属栏目
国家“973”计划资助项目(2007CB613806);国家自然科学基金资助项目(50871066); 上海市科技启明星(跟踪)计划项目(09QH1401400)
收稿日期
2010/3/312011/6/6
作者单位
王沛培:上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室, 上海 200240
王立强:上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室, 上海 200240
覃继宁:上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室, 上海 200240
吕维洁:上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室, 上海 200240
张荻:上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室, 上海 200240
备注
王沛培(1986-), 男, 安徽滁州人, 硕士研究生。
引用该论文:
WANG Pei-pei,WANG Li-qiang,QIN Ji-ning,LV Wei-jie,ZHANG Di.High-Temperature Mechanical Properties of In-Situ Synthesized 7715D Titanium Matrix Composites with Different Matrix Microstructures[J].Materials for mechancial engineering,2011,35(7):22～26
王沛培,王立强,覃继宁,吕维洁,张荻.原位合成不同基体组织7715D钛基复合材料的高温力学性能[J].机械工程材料,2011,35(7):22～26
参考文献
【1】
吕维洁, 张荻, 张小农, 等.原位合成TiC和TiB增强钛基复合材料[J].材料工程, 1999(8): 9-11.
【2】
于兰兰, 毛小南, 赵永庆, 等.颗粒增强钛基复合材料研究新进展[J].稀有金属学报, 2006, 25(4): 1-5.
【3】
王洪林, 耿林, 郑镇珠.(TiB+TiC)/Ti复合材料的高温蠕变机制[J].哈尔滨工业大学学报, 2008, 40(9): 1412-1415.
【4】
KIM Y J, CHUNG H, KANG S J. Processing and mechanical properties of Ti-6Al-4V/TiC in situ composite fabricated by gas-solid reaction[J].Materials Science and Engineering A, 2002, 333: 343-350.
【5】
LU W J, ZHANG D, ZHANG X N, et al. Creep rupture life of in situ synthesized (TiB+TiC)/Ti matrix composites[J].Scripta Mater, 2001, 44: 2449-2455.
【6】
GORSSE S, MIRACLE D B. Mechanical properties of Ti-6Al-4V/TiB composites with randomly oriented and aligned TiB reinforcements[J].Acta Mater, 2003, 51(9): 2427-2442.
【7】
YANG Z F, LU W J, XU D, et al. In situ synthesis of hybrid and multiple-dimensioned titanium matrix composites[J].Journal of Alloys and Compounds, 2006, 419: 76-80.
【8】
XIAO L, LU W J, QIN J N, et al. Steady state creep of in situ TiB plus La2O3 reinforced high temperature titanium matrix composite[J].Materials Science and Engineering A, 2009, 499: 500-506.
【9】
耿珂, 吕维洁, 张荻, 等.原位合成TiB和Nd2O3增强钛基复合材料[J].上海交通大学学报, 2004, 38(2): 300-303.
【10】
LUTJERING G. Influence of processing on microstructure and mechanical properties of (α+β) titanium alloys[J].Materials Science and Engineering A, 1998, 243: 32-45.
【11】
WANG P, QIN J N, LU W J, et al. Creep behavior of in situ synthesized 7715D titanium matrix composite[J].Mater Trans, 2009, 50(6): 1411-1417.
【12】
LI L, LU W J, QIN J N, et al. Superlastic deformation of in situ synthesized TiC/7715D matrix composite[J].Materials Science and Engineering A, 2009, 513/514: 384-388.
【13】
XIAO L, LU W J, YANG Z F, et al. Effect of reinforcements on high temperature mechanical properties of in situ synthesized titanium matrix composites[J].Materials Science and Engineering A, 2008, 491: 192-198.
【14】
XIAO L, LU W J, ZHANG D, et al. Thermal stability of in situ synthesized high temperature titanium matrix composites[J].Journal of Alloys and Compounds, 2009, 467: 135-141.
【15】
ZHANG W G, SONG A J, LIU R P, et al. Microstructure and mechanical properties of TiCp/LD7 composite prepared by SHS/HE[J].Materials Science and Engineering A, 2008, 474: 225-229.
【16】
WOODFIELD A P, POSTANS P J, LORETTO M H, et al. The effect of long-term high temperature exposure on the structure and properties of the titanium alloy Ti5331S[J].Acta Metall, 1988, 36(3): 507-515.
