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本文以TiB2颗粒和Ti60高温钛合金颗粒为原料采用反应热压法制备了TiB晶须增强Ti60基复合材料,增强相呈非均匀网状分布,其中增强体的体积分数分别为5%,8%和12%。采用热力学计算分析了热压烧结Ti60-TiB2混合粉末制备钛基复合材料的可行性。采用XRD、SEM等方法对TiBw/Ti复合材料的显微组织进行研究。测试了复合材料的室温拉伸性能和高温拉伸性能。对复合材料进行了轧制变形并热处理,研究轧制变形后热处理对复合材料微观组织和性能的影响。热力学分析结果表明,可以基于Ti60-TiB2反应体系,利用Ti-TiB2之间的放热反应制备原位自生TiB晶须增强的钛基复合材料,并通过改变TiB2的添加量来调节TiB晶须在复合材料中的体积比。微观组织分析表明,复合材料中的TiB为棒状晶须,分布在颗粒状的Ti60基体周围,形成网格结构。TiB晶须像销子一样深深的长进了相邻的Ti60颗粒内部,使相邻的Ti60颗粒紧紧的连接在一起。这将大大提高复合材料的强度。另外,相邻的Ti60颗粒在晶须生长的空隙也相互连通。这将对复合材料的塑性是有利的。烧结温度、增强体含量以及轧制变形后热处理都会对显微组织产生很大的影响。研究表明,在1300℃下烧结的复合材料组织致密,基体组织为类等轴α和片层α。并发现随着增强体含量的增多,在网状结构中的晶须形成厚厚的“砂灰层”,这对材料的性能是不利的。观察轧制热处理态复合材料的微观组织,发现950℃淬火态呈现典型的三态组织,即等轴α、条状α和β转变基体;500℃时效态与淬火态相比,等轴组织较多,而600℃时效态则为粗大的条状α组织。力学性能分析结果表明,同未增强的纯Ti60基体相比,复合材料的抗拉强度特别是高温拉伸强度,有了很大的提高,延伸率甚至比基体还要高,较增强体均匀分布的钛基复合材料塑性有很大改善。通过测试不同热处理状态复合材料的拉伸性能,发现淬火态组织及500℃时效态组织具有优异的综合性能。其中淬火态性能最好,室温性能以TiB晶须体积分数为5%的复合材料为最高,抗拉强度达到1377MPa,比纯Ti60基体提高25.2%,延伸率也达到了13.06%;高温性能以TiB晶须体积分数含量为8%的淬火态复合材料最佳,600℃拉伸强度达到1124MPa,比Ti60合金提高60.57%,延伸率达到15.4%;700℃拉伸强度达到746MPa,延伸率达到30%,较Ti60合金使用温度提高100℃。