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氣固反應原位生成TiC顆粒增強鈦基復合材料?
尤力; 楊芳; 張策; 郭志猛; 陳存廣; 王海英 北京科技大學新金屬材料國家重點實驗室; 北京100083; 北京科技大學新材料技術研究院; 北京100083
關鍵詞：鈦基復合材料 原位合成 顆粒增強 氣固反應 力學性能
摘要：以氫化脫氫鈦粉為原料,經冷等靜壓成型,在一定溫度下通過CH4和鈦粉顆粒間的氣固反應在鈦粉表面原位生成均勻的Ti C顆粒,采用真空燒結技術制備得到氧含量(體積分數)低于0.2%的TiC顆粒增強鈦基復合材料。研究表明,Ti C顆粒體積分數比可通過氣固反應溫度和時間控制,可獲得較高體積分數(>30%)的TiC顆粒增強鈦基復合材料。TiC首先在鈦粉顆粒表面形成,燒結過程中,鈦粉顆粒明顯阻礙TiC晶粒長大,細化TiC晶粒;同時,過多的TiC顆粒也阻礙燒結過程中鈦的自擴散,降低燒結相對密度。鈦粉壓坯在700℃、CH4氣氛下發生氣固反應(30 min),再經1300℃燒結后獲得的相對密度為98.6%的燒結試樣,試樣的綜合力學性能較好,抗拉強度為606 MPa,延伸率達14.4%,硬度為HV 442。值得注意的是,較短時間的氣固反應不能夠保證壓坯內外整體實現原位生成均勻TiC顆粒,導致燒結試樣內外組織的不均性。
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