利用钛与碳化硼、石墨之间的化学反应经普通的熔炼、热加工工艺成功制备TiB和TiC增强的钛基复合材料,显著提高力学性能,并成功制备构件用于航天领域。深入探讨置氢工艺对钛基复合材料热加工性能的影响规律及其作用机制。氢在钛基复合材料中扩散速度较快,分布均匀,但增强体加入明显抑止氢的固溶,降低复合材料的吸氢速度。置氢提高基体合金β相的体积分数,降低相变点约100 C。置氢复合材料的位错减少,生成大量孪晶,层错能降低。氢降低了复合材料的高温变形的激活能。置氢复合材料的最佳变形温度与氢含量有关,高于825 C变形,最佳氢含量是相变温度等于变形温度所对应的氢含量;低于825 C变形,最佳氢含量是0.40 wt.%。超塑变形试验结果显示置氢工艺对复合材料的超塑性变形更为有利,能显著降低变形温度、变形抗力和提高延伸率。随氢含量增加,流变应力先减小后增大,在中等氢含量处达到最小值,流变应力下降幅度超过了50%。除氢后,等轴组织转变为双态组织,组织细化。结果表明氢的加入降低钛基复合材料的相变温度、变形抗力和提高延伸率,有利于钛基复合材料的变形加工,为解决钛基复合材料构件加工成形的难题提供了技术指导。
英文主题词Titanium matrix composite; mechanical properties; hydrogenation; phase transformation; superplastic deformation.