TiBw与TiCp原位增强钛复合材料的高温蠕变特性.pdf

第38卷第9期仓属学玫Vo1．38NO．9
2002年9月994—997页ACTAMETALLURGICASINICASept．2002PP．994—997

TiBw与TiCp原位增强钛复合材料的高温蠕变特性

肖伯律马宗义毕敬
(中国科学院金属研究所，沈阳110016)

摘要分别对增强相体积分数为15％的TiB／Ti和(TiB+TiCp)／Ti复合材料及相应的基体在798—848K范围内
进行了蠕变行为研究．结果表明，两种复合材料的应力因子分别为4．6—4．7和4．3—4．5，激活能为294和343kJ／mol，比纯
钛的晶格扩散激活能高．两种复合材料的抗蠕变能力均比基体好，而(TiB+TiCp)／Ti的抗蠕变性能比TiB／Ti还要好．此
外，实验表明在三种材料中都没有门槛应力存在．两种复合材料的蠕变机制均为位错攀移机制．
关键词钛基复合材料，蠕变，TiB，TiC
中图法分类号TB331，TGll3．2文献标识码A文章编号0412-1961(2002)0g一0994—04

HIGHTEMPERATURECREEPBEHAVIOROFTiBwAND
TiCpINSITUREINFORCEDTITANNIUMCOMPOSITES

xIAoBolii．MAZongyiBIJng
InstituteofMetalResearch，TheChineseAcademyofSciences，Shenyang110016
Correspondent：XIA0BoliiTel：(o24)23s43531—55171．Fax：(o24)23s9132o
E-mail：[e-mail]
Manuscriptreceived2001—11-21，inrevisedform2002-03—20

ABsTRAcTThecreepbehaviorsof15％volumefractionTiBw／Tiand(TiBw+TiCD)／Ticomposites
andunreinforcedTimatrixwereinvestigatedinthetemperaturerangeof798to848K．Thetwo
compositesexhibitedstressexponentsof4．6—4．7and4．3—4．5withactivationenergiesof294and343
kJ／mol，respectively．ThecreepresistancesofTiBw／Tiand(TiBw+TiCp)／Tiarehigherthanthat
ofunreinforcedTi，whiletheresistanceof(TiBw+TiCD)／TiiShigherthanthatofTiBw／Ti．Itis
furthershownthatnothresholdstressexistsincompositesandmatrix．Thecreepmechanismsofboth
compositesaredislocation—climbingmechanism．
KEYWoRDSTimatrixcomposite，creep，TiB，TiC

钛基复合材料具有比基体高很多的强度、模量，在航空来困难．
航天领域应用中极具吸引力，近年来得到研究者们的较多本文对反应热压法制备的TiC—TiB／Ti原位增强复
关注．其中，TiC和TiB颗粒或晶须原位增强钛复合材料合材料在798—848K温度范围以及较宽的蠕变速率范
由于增强相与基体相容性好、界面纯净无有害相而且在高围内进行了蠕变实验，并对该复合材料的蠕变机制进行探
温下稳定不易分解等优点而特别受重视【卜J．将钛基复讨，以了解钛复合材料的高温蠕变行为．
合材料应用在高温环境下首先应了解其高温蠕变特性．过1实验方法
去十年里，国内外研究者对钛基复合材料的蠕变行为进行实验材料为TiC颗粒(P)和TiB晶须(w)增强纯
了为数不多的研究，结果未取得一致【卜引．由于近年对Ti，分别记为TiB／Ti和(TiB+TiC。)／Ti．制备方法
钛基复合材料的蠕变研究还处于起步阶段，因此现有的研见文献[11]．样品中原位粒子名义含量(体积分数，％)
究成果多建立在较窄的蠕变速率范围内，通常为2—3个分别为：15TiB和12．1TiB加2．9TiC。．未增强的
数量级[8-1oJ，而且，多数钛基复合材料的蠕变研究都在纯Ti基体用同样方法制备．
848K以上[7-9J．这对分析钛基复合材料的蠕变行为带在MAYESESM100型万能实验机上进行压缩蠕变
实验．实验温度为798，823，848K．采用直径5mm，长
度5mm的圆柱试样．轴线与挤压方向相同，即晶须方向

收到初稿日期：2001—11—21，收到修