.%，純錫 2,71wt.%，Al_50Nb1.44wt.%，Al-50Mo 3.61￥匕％，高純鋁塊3.07￥七.％)
由鈦基復(fù)合材料XRD圖譜可以看出，該復(fù)合材料主要有T1、TiC和Ti5Si3三相組成，表明Ti與SiC發(fā)生了完全反應(yīng)。另外，從TiC-Ti5Si3顆粒增強(qiáng)T1-6.2Al-3Sn_4Zr-0.8Nb_2Mo鈦基復(fù)合材料鑄錠金相組織可以看出，增強(qiáng)相顆粒細(xì)小，在基體中分布均勻，其中等軸狀的為T(mén)iC，短棒狀的為T(mén)i5Si3。該鈦基復(fù)合材料具有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能，其中室溫拉伸強(qiáng)度為1223.4MPa，延伸率為3.1%; 650°C拉伸強(qiáng)度為690.8MPa，延伸率為18.3%。
[0014]實(shí)施例2
本實(shí)施例中以 TiC-Ti5Si3 顆粒增強(qiáng) T1-5Al-2Sn-3Zr-lNb-0.8Mo，TiC_Ti5Si3 占總質(zhì)量的 12%。
[0015]計(jì)算并準(zhǔn)備海綿鈦、純鋁塊、鈦粉、碳化硅粉、純錫、海綿鋯、鋁鈮中間合金和鋁鉬中間合金。鈦粉與碳化娃粉的摩爾比為8:1，稱(chēng)取粒度為30μηι鈦粉和粒度為0.5μηι的碳化娃粉進(jìn)行機(jī)械混粉，混粉時(shí)間為5小時(shí)，球料比為15:1，得到混合均勻的鈦粉和碳化硅粉的混合粉末。
[0016]首先向氧化釔陶瓷坩禍內(nèi)裝入50%稱(chēng)取量的海綿鈦，然后依次裝入40%稱(chēng)取量的純錫、海綿鋯、鋁鈮中間合金和鋁鉬中間合金，15%稱(chēng)取量的海綿鈦，55%稱(chēng)取量的鈦粉和碳化硅粉的混合粉末，10%稱(chēng)取量的海綿鈦，剩余純錫、海綿鋯、鋁鈮中間合金和鋁鉬中間合金，12%稱(chēng)取量的海綿鈦，剩余稱(chēng)取量的鈦粉和碳化硅粉的混合粉末，剩余的海綿鈦，最后裝入純招塊。
[0017]將氧化釔陶瓷真空感應(yīng)熔煉爐中抽真空至真空度為8X10_3Pa后開(kāi)始熔煉，設(shè)置電源功率以< 0.05KW/S的速率增加至28KW，待復(fù)合材料全部熔化后再將電源功率降至8KW保溫5min，然后將熔體澆注到預(yù)熱溫度為450°C的金屬型模具中，冷卻后即制得原位自生lOvol.%TiC-Ti5Si3顆粒增強(qiáng)T1-6.2Al-3Sn_4Zr-0.8Nb_2Mo鈦基復(fù)合材料。(本實(shí)例中原料按重量百分比計(jì)為:海綿鈦79.37wt.%，SiC 2.86wt%，鈦粉9.14wt.%，純錫1.76wt.%，A1 -50Nb 1.76wt.%，Al-50Mo 1.41wt.%，高純鋁塊2.82wt.%)
增強(qiáng)相顆粒細(xì)小，在基體中分布均勻，其中等軸狀的為T(mén)iC，短棒狀的為T(mén)i5Si3。該鈦基復(fù)合材料具有優(yōu)異的常高溫力學(xué)性能，其中室溫拉伸強(qiáng)度為1245.8MPa，延伸率為4.6%;600°C拉伸強(qiáng)度為652.4MPa，延伸率為29.8%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種原位自生TiC-Ti5Si3顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:該原位自生TiC-Ti5Si3顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料中TiC-Ti5Si3顆粒質(zhì)量占總質(zhì)量的0.57%?22.8%，按照如下的步驟進(jìn)行: 步驟一、根據(jù)制備完成后TiC-Ti5Si3顆?？傎|(zhì)量，鈦粉和碳化硅粉的摩爾比為5:1?10:1，計(jì)算合成TiC-Ti5Si3顆粒所需的鈦粉和碳化硅粉質(zhì)量，將鈦粉粉碎成直徑為20?60μπι的顆粒，將碳化硅粉粉碎成直徑為0.05?1 Ομπι，在球料機(jī)中使用球料質(zhì)量比為10:1?20:1混合均勻備用； 步驟二、根據(jù)制備完成后鈦基復(fù)合材料基體合金總質(zhì)量，計(jì)算所需材料量，鈦基復(fù)合材料基體合金按元素質(zhì)量百分比含5%?7%的Al、0-4%的Sn，0-5%的Zr，0.5%?3%的Μο，0~2%的他，余量為鈦和不可避免的雜質(zhì)組成，首先計(jì)算后稱(chēng)量311、2^10、他材料，由于熔煉的Sn、Zr、Mo、Nb—般是以合金形式加入，以純金屬或者招合金或者鈦合金的形式準(zhǔn)備Sn、Zr、Mo、Nb合金，剩余鋁的量以純鋁的形式準(zhǔn)備，剩余鈦的量以海綿鈦的形式準(zhǔn)備； 步驟三、按照質(zhì)量百分比首先向氧化釔陶瓷坩禍內(nèi)裝入30%?50%步驟二準(zhǔn)備的海綿鈦，然后依次裝入40%?60%步驟二準(zhǔn)備的Sn、Zr、Mo、Nb純金屬及合金、5%?10%步驟二準(zhǔn)備的海綿鈦、30%?40%步驟一準(zhǔn)備的鈦粉和碳化硅粉，5%?10%步驟二準(zhǔn)備的海綿鈦、剩余步驟二準(zhǔn)備的Sn、Zr、Mo、Nb純金屬及合金、5%?10%步驟二準(zhǔn)備的海綿鈦、剩余的步驟一準(zhǔn)備的鈦粉和碳化硅粉、剩余步驟二準(zhǔn)備的海綿鈦，最后裝入步驟二準(zhǔn)備的純鋁； 步驟四、將氧化釔陶瓷坩禍放入真空感應(yīng)熔煉爐中，抽真空至真空度為7 X 10-3Pa?10-2Pa后開(kāi)始熔煉，緩慢熔化，完全熔化后保溫3min?8min，將熔體澆注到預(yù)熱溫度為400°0500°C的金屬型模具中，冷卻后即制得原位自生TiC-Ti5Si3顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種原位自生TiC-Ti5Si3顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:步驟二中，鈦基復(fù)合材料基體合金成份為T(mén)1-6.2Al-3Sn-4Zr-0.8Nb_2Mo，計(jì)算并準(zhǔn)備純錫、海綿鋯、鋁鈮中間合金和鋁鉬中間合金，然后再準(zhǔn)備海綿鈦和純鋁。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種原位自生TiC-Ti5Si3顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:步驟二中，鈦基復(fù)合材料基體合金成份為T(mén)1-5Al-2Sn-3Zr-lNb-0.8Mo，計(jì)算并準(zhǔn)備純錫、海綿鋯、鋁鈮中間合金和鋁鉬中間合金，然后再準(zhǔn)備海綿鈦和純鋁。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及鈦基復(fù)合材料領(lǐng)域，具體是一種原位自生TiC-Ti5Si3顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明涉及鈦基復(fù)合材料領(lǐng)域。具體步驟為：一、稱(chēng)取原料；二、制備Ti粉和SiC粉的混合粉末；三、裝料；四、真空感應(yīng)熔煉，冷卻后得到原位自生TiC-Ti5Si3顆粒增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料。本發(fā)明可通過(guò)調(diào)節(jié)增強(qiáng)相含量及鈦合金基體成分制備高性能的原位自生鈦基復(fù)合材料，也可結(jié)合熱鍛、熱軋、熱擠壓等工藝進(jìn)行二次成形，具有工藝簡(jiǎn)單，成本低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】C22C1/03, C22C1/10, C22C14/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105463222
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510858907
【發(fā)明人】張長(zhǎng)江, 張樹(shù)志, 林思波, 侯趙平, 陳玉勇
【申請(qǐng)人】太原理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月1日