材料科学论文_氢辅粉末冶金法制备钛基复(3)
2作为初始粉末利用氢化-二次烧结工艺成功制备了近全致密(孔隙率<1%)的Ti6Al4V/Ti B复合材料。对组织成分不均匀的预烧结态材料进行氢化-球磨处理使其转化成了低强度的(Ti-Al-V)Hx-Ti B氢化预合金粉。二次烧结过程中,均匀分布于晶界和晶粒内部的细小Ti B增强相抑制了β相晶粒在高温烧结阶段的粗化长大。炉冷过程中,非均匀形核从晶界和Ti B相处同时展开,使基体形成了细小的近等轴状α+β组织。造成材料强度提升的因素主要包括:孔隙的愈合、基体晶粒的细化、Ti B的均匀分布对负载能力的提升、增强相尺寸降低引起的位错强化以及杂质含量的增加。与预烧结态相比,二次烧结态Ti6Al4V/10vol.%Ti B复合材料的孔隙率从6.8%降低到0.7%,硬度从250-270 HV增加到430-440 HV,抗压强度和抗拉强度分别从1622 MPa、510 MPa提高到2137 MPa、993 MPa。由于氧含量较高(0.784%),材料室温下失效模式为脆性解理断裂。(4)基于球磨-混粉复合粉体的氢辅烧结工艺制备了Ti6Al4V/5 vol.%Ti B复合材料。对(45~88μm)HDH-Ti(氢化脱氢钛粉)和(~10μm)Ti B2进行2-6小时的预球磨可细化添加相颗粒、减少颗粒团聚并增加添加相与基体颗粒的接触区域。Ti H2提高了烧结过程中的原子扩散速率并降低了材料杂质含量。通过对HDH-Ti(预球磨过程)与Ti H2(混粉过程)添加比例的控制可实现对烧结态复合材料孔隙率、组织均匀性、力学性能的控制。球磨时间为4小时、HDH-Ti与Ti H2添加比例为1:1时,制备出了氧含量低(0.374%)、增强相分布均匀的高致密(孔隙率0.6%)Ti6Al4V/5 vol.%Ti B复合材料。对比同成分二次烧结态材料,其抗压强度(1923 MPa)和抗拉强度(1183 MPa)略低,但延伸率从0%大幅提高到7.3%。材料室温断裂机制模式为韧-脆混合断裂。
文章关键词:
论文DOI:10.27162/d.cnki.gjlin.2022.001157
论文分类号:TB33
文章来源:《粉末冶金材料科学与工程》 网址: http://www.fmyjclkxygcbjb.cn/qikandaodu/2022/0928/804.html
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