1。2 钛基复合材料制备工艺
对于钛基复合材料的制备,目前大多数都是先利用固相沉积的方法进行合成,然后 再利用热等静压或热压锻造等方法进行成形而制备而成[7]。
1。2。1 国内钛基复合材料制备工艺
1。2。2 国外钛基复合材料制备工艺
1。3 钛合金的种类
钛合金根据退火后的组织可以将其分为三种:α 钛合金、β 钛合金与 α+β 钛合金[1]。 α 钛合金具有很好的耐高温性能和焊接性能,是构成耐热钛合金的主要部分,但在常温 下组织变变粗变短,所以在室温下强度低、塑性差。通过不同的热处理后的 α+β 钛合 金性能能够得到强化,在室温下强度和焊接性能得以提高,并且在中等温度下的耐热性 能也被提升,但其组织却不够稳定。当在 β 钛合金中加入适当的合金元素时,可以使 β 钛合金的塑性加工性能提高。此外,如果是为了获得较好的高温力学性能,那么就可 以可通过很多的强化处理方式进行提高。为了研究和开发出高强度的钛合金,我们就 可以通过上述的强化方式进行处理,但考虑到在常温下其组织和性能却不够稳定,我们
需要更好的制定与规划出它的工艺路线。 若按照性能特点进行分类,则可以把钛合金分为这么几种:低强度钛合金、中强度钛合金、高强度钛合金、低温钛合金和高温钛合金等。
1。3。1 α 钛合金
α 钛合金是指退火组织为 α 相的合金。α 钛合金中的合金元素主要是由 α 相稳定 元素和中性元素(如铝、锡、锆等元素)组成,一般不会含有或只含有很少量的 β 稳 定元素,因此 α 钛合金在常温下的强度不高。α 钛合金具有很好的耐高温性能和焊接性 能,是构成耐热钛合金的主要部分,但在常温下组织变变粗变短,所以在室温下强度低、 塑性差。
α 钛合金的组织与塑性特性和退火的条件有关。如果钛合金是在 α 相转变温度 下进行的热加工变形与退火处理,那么处理后的组织大部分由纤细等轴晶粒的 α 相组 织组成。但如果钛合金是从 β 转变温度下开始逐渐冷却,那么这时组织中的纤细等轴 晶粒组织将会转变为片状的魏氏组织。对于高纯度的钛合金,在经过 β 转变温度下开 始逐渐冷却后,那么这时组织中的纤细等轴晶粒组织还可以转变为长条状 α 相组织。 当 α 钛合金中含有大亮点 β 相稳定元素或杂质元素时,组织中的长条状 α 相还会形成 网状魏氏组织;α 钛合金在 β 转变温度下进行淬火处理时,此时片状 α 相就能够转变 成针状六方马氏体[23]。文献综述
虽然 α 钛合金的微观结构发生改变对其力学性能的影响不大,但 α 钛合金从 β 相 转变温度下冷却时,其抗拉强度、疲劳强度和塑性要比在同等转变过后下组织为等轴 晶粒的力学性能差。换言之,α 合金从 β 转变温度以下进行冷却,它的断裂韧性和抗蠕 变性能能够得到很大的提高[22]。
α 钛合金常温下组织多是长条状 α 相组织,因此它具有良好的焊接性能和抗腐蚀 性能,但与此同时,由于长条状 α 相是密排六方结构,因此 α 钛合金在常温时强度不 高,并且变形能力较差,不易进行热成形加工[24]。
1。3。2 α+β 钛合金
α+β 钛合金是指退火组织为 α+β 相的合金。具体可以分为富 β 的 α+β 钛合金和贫 β 的 α+β 钛合金两类,即是当合金中的 β 稳定化元素超过一定临界值时,此时就将其称 为富 β 的 α+β 钛合金;当合金中的 β 稳定化元素低于临界值时,称为贫 β 的 α+β 钛合 金。α+β 钛合金由于组织多是针状 α 相,因此再利用不同热处理方式对其进行进行处