锻造对TiC颗粒增强钛基复合材料组织和性能的影响

摘要

对原位生成TiC颗粒增强钛基复合材料进行锻造,通过金相显微镜(OPM)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等手段,研究锻造后材料的显微组织及拉伸断口形貌,利用CETR UMT-3多功能微摩擦磨损测试仪测定材料的摩擦磨损行为.结果表明:锻造后钛基复合材料的组织缺陷得到消除,晶粒明显细化,抗拉强度由1 126 MPa提高到1 309 MPa;材料拉伸断口为TiC解理断裂与基体局部延性断裂相结合的混合型断口.随载荷不断增加,TiC粒子首先断裂,裂纹在基体中迅速扩展,导致复合材料失效.在摩擦实验初期,材料的摩擦因数较小且较稳定,而后期摩擦因数变化幅度较大；随时间延长,磨损面上的TiC颗粒发生破碎,失去承载作用,导致磨损量变大；摩擦磨损过程中材料表面Ti发生氧化,形成氧化磨损；锻造后材料的磨损量及摩擦因数都减小.