哈工大王亮教授《JMR&T》：熔体加氢法制备Ti基复合材料改善力学性能

yuneu 互联网资讯 2023-06-25 233 0

导读

接纳熔体加氢法造备TiB和TiC加强Ti-6Al-4V基复合质料，研究了熔体加氢对钛基体凝固过程、相构成和显微组织的影响，察看了加氢前后加强体的描摹和散布，并测定了复合质料的纳米硬度。成果表白，熔体加氢能够连结复合质料的室温强度的同时降低硬度。

钛合金具有高比强度，优良的耐蚀性、成形性和优良的蠕变性能，在航空航天、化工和汽车工业中有着普遍的应用。跟着科学手艺的不竭前进，对钛合金的性能提出了更高的期望。在那种需求下，在钛合金中参加陶瓷加强质料——钛基复合质料(TMC)应运而生。

按照加强质料的形态，可将其分为持续加强钛基复合质料(CRTMCs)和非持续加强钛基复合质料(DRTMCs)。DRTMCs具有成本低、抗拉强度高、工艺简单等长处，具有多量量消费的可能性。基体平分散的硬颗粒能有效避免位错挪动，产生显著的强化效果。然而，那种加强机造也会响应地招致塑性降低，限造了TMC的进一步普遍应用。因而，逃求复合质料强度和塑性的同时进步不断是研究热点。

已有研究发现，添加少量氢能够显著改善力学性能，并能够做为微合金化元素存在于钛合金中，调理合金的组织和性能。熔体加氢（MHT）能够降低钛合金的α/β相变温度，细化钛合金的晶粒，从而增加了软β相的含量。然而，MHT的研究大多是在钛合金长进行的，应用于TMC的研究较少，有望为TMC的进一步普遍应用供给可行性。因而，研究加氢对TMC微不雅构造的影响机理，对调理和改善TMC的力学性能具有积极意义。

基于此，哈工大王亮传授课题组接纳熔体加氢法造备了(2.5%的TiB+2.5 %的TiC)/ Ti6Al4V复合质料。详细研究了加氢对凝固途径、基体组织、加强体描摹和散布以及力学性能的影响。相关研究功效以题为““Microstructural characterization and mechanical PRoPErties of (TiB + TiC) reinforced Ti–6Al–4V prepared by melt hydrogenation”颁发于期刊《Journal of Materials Research and Technology》。

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按照pandat软件计算成果，氢能够降低钛合金的凝固温度。当氢含量为6.50×10-2 时，熔体的凝固温度低于α/β相变温度，复合质料中β相的含量进步。MHT对TMC基体有明显的细化感化，能够改动基体的凝固过程，招致钛合金中β相的增加和α片层的细化。跟着氢含量的增加，α片层的均匀尺寸减小，同时基体中的位错密度降低。