Ti₂AlC-TiB₂对TiAl基复合材料组织及力学性能的影响

来源期刊：复合材料学报2017年第10期

论文作者：侯南 崔洪芝 宋晓杰 丁磊

文章页码：2279 - 2287

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

摘    要：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5¹5μm,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0.5⁵μm,当Ti₂AlC-TiB₂含量增加到30wt%时,TiB₂颗粒主要呈块状,尺寸为5²0μm。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。