复合材料学报

作者：侯南, 崔洪芝, 宋晓杰, 丁磊, 程贵勤,

关键词：TiAl基复合材料, 三元层状化合物, Ti₂AlC, TiB₂, 电弧熔炼,

以Ti、Al和B₄C为原料，采用真空电弧熔炼的方法制备了含Ti₂AlC-TiB₂增强相的TiAl基复合材料；分析了添加不同含量的Ti₂AlC-TiB₂对复合材料的物相组成、组织结构及力学性能的影响，并探讨了微观组织结构的形成机制。结果表明： Ti₂AlC-TiB₂/TiAl复合材料主要由TiAl、Ti₃Al、TiB₂和Ti₂AlC等物相组成，TiB₂和Ti₂AlC分布在层片状的TiAl+Ti₃Al基体中；随着原料中B₄C含量的增多，复合材料组织中Ti₂AlC-TiB₂含量增多，且TiAl基体的晶粒被明显细化，TiB₂和Ti₂AlC分布于基体晶界或晶内。Ti₂AlC主要为层片状和板条状，尺寸5~15 <i>μ</i>m，而TiB₂颗粒形态与其含量有关，当Ti₂AlC-TiB₂含量小于20wt%时，TiB₂颗粒呈针棒状，尺寸为0.5~5 <i>μ</i>m，当Ti₂AlC-TiB₂含量增加到30wt%时，TiB₂颗粒主要呈块状，尺寸为5~20 <i>μ</i>m。Ti₂AlC由TiC与Ti-Al熔体发生包晶反应生成，Ti₂AlC和TiB₂的形成提高了Ti₂AlC-TiB₂/TiAl复合材料的硬度、塑性和抗压强度。当4Ti+Al+B₄C的加入量为10wt%时，复合材料的变形量比纯TiAl提高14%，而抗压强度达到最高值1 591 MPa。Ti₂AlC和TiB₂通过裂纹偏转、颗粒钉扎、拔出等机制对Ti₂AlC-TiB₂/TiAl复合材料起到增强增塑的作用。

来源：2017年第10期

《复合材料学报》期刊编辑部

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