原位生成铁基复合材料中TiB₂的三维形貌重构

王宝刚¹，易红亮¹，王国栋¹，骆智超^2,3，黄明欣^2,3

1. 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室2. 香港大学机械工程系3. 香港大学深圳研究院

摘 要：采用腐蚀法和计算机辅助设计（Creo Parametric）技术重构了原位生成Fe-TiB₂复合材料中增强相TiB₂在铁素体基体中的三维形貌,利用OM和SEM对增强相TiB₂的二维形貌和三维形貌进行比对分析,并结合压缩实验重新诠释了该材料的断裂机理。结果表明:单晶TiB₂初生相为六边形端面的八面体棱柱结构,多由2个或多个尺寸不一的单晶棱柱交错贯穿组成,其空间位置杂乱无章;共晶相TiB₂由瓣状/细柱状相和枝晶状相组成。Fe-TiB₂复合材料在承受载荷时,瓣状/细柱状和枝晶状共晶相相较于初生相TiB₂更容易发生脆断,成为材料断裂失效的主要诱因。二维微观组织观察到的小颗粒TiB₂相在实际空间中并不存在,通过控制凝固过程获得真正三维空间上的小颗粒TiB₂相对该复合材料的性能至关重要。

关键词：铁基复合材料;增强相TiB2;三维形貌;初生相;共晶相;