Ti-A13Ti层状复合材料的研究现状与发展.pdf

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1、·70·材料导报A：综述篇2012年7月(上)第26卷第7期Ti—Al3Ti层状复合材料的研究现状与发展盖鹏涛，吴为，王明涛(北京航空制造工程研究所金属成形技术研究室，北京100024)摘要概述了Ti—Alsrri层状复合材料的国内外研究现状，着重论述了压力加工复合材料的制备技术，同时归纳了Ti—A1。Ti层状复合材料的微观组织及力学性能方面的研究，发现材料微观组织结构可控并具有高的强度和断裂韧性。此外还从材料制备、成形、设计及模拟的角度对这种新型层状复合材料的研究方向提出了进一步的想法。关键词Ti—Alrri层状复合材料制备技术微观组织力学性能S

2、tatusQuoandDevelopmentofResearchonTi—Al3TiLaminatedCompositesGAIPengtao，WUWei。WANGMingtao(MetalFormingTechnologyResearchDepartment，BeijingAeronauticalManufacturingTechnologyResearch．Institute，Beijing100024)AbstractTheresearchprogressofTiAI3Ti1aminatedcompositesisreviewed．Thepr

3、eparationtechnologiesofmaterialsutilizingpressuresynthesisareintroducedemphaticallyandtheresearchprogressofthemicrostruetureand∞H。^l∞器H暑。mechanicalpropertyofTiAkTilaminatedcompositesisincluded．Thecompositeshavemicrostructurewhichcanbe一吕，昱窆controlledbypreparationprocessandhaveh

4、ighstrengthandfracturetoughness．Besides，somefurtherideasandre—searchfieldsareproposedintermsofpreparation，forming，designandsimulation．KeywordsTi-AlaTilaminatedcomposites，synthesistechnology，microstructure，mechanicalproperties新的途径。国内外研究表明Ti—Al。Ti层状复合材料(Metal0引言licintermetallicl

5、aminate，MII)用高温金属Ti作韧化元素，钛一铝系金属间化合物由于具有密度小、比强度高、高温利用Ti层良好的变形能力，能够防止裂纹尖端的形成，从而力学性能和抗氧化性能优异等特点，成为近年来人们研究开使Ti—A1。Ti层状复合材料具有良好的损伤容限性能，既有较发的热点，被认为是一类很有发展前景的航空航天高温结构高的强度(图1_]4_)，又有良好的塑性和韧性(图2E14])。很好地材料。对于航空航天发动机进一步减重和提高高温服役性能克服了金属间化合物Al。Ti脆性大这一缺点，使A1。Ti的实意义重大。钛一铝系金属间化合物主要包括TiAl、TiA

6、l和际应用成为可能。Al。Ti，其中Al。rri因密度最低(3．36g／cm。)、比强度最高、高温抗氧化性能最好而特别引人注目，是非常理想的轻质高温结构材料，但因室温塑性、韧性太低，使其实际应用受到了限制口]。为解决此问题，多年来国内外学者对AI。rri金属间化合物进行了不懈的探索和研究，取得了很多重要成果。为了改善AlTi金属间化合物的塑性，以达到实际应用的目的，国内外学者采用了很多方法，主要是通过加入适量的合金元素进行微合金化、结构变异或形成弥散分布的第二相来获得Al。塑性的改善和韧性的提高。大量试验证明通过以上方法虽然能够提高A1。rri金属

7、间化合物的强度，使断裂韧性和塑性略有提高，但对于其脆性改善并不显著，远Specificm0dulus／(GPa／(kg／m))未达到能够实际应用的水平。图1Ti-AlTi与其它工程材料比压缩强度和近年来关于层状复合材料的设计、制造和力学性能的研比弹性模量的比较“]究引起了广泛的兴趣”]。层状复合材料能够综合各组元Fig．1PlotofspecificcompressivestrengthVS．specific的优点，弥补各自的不足，使材料具有优异的综合性能，这为modulusofTi—AI3TilaminatesrelativetOother克服A

8、l。Ti金属间化合物的脆性，实现实际应用开辟了一条engineeringmaterialsLJ*航空科学基金项目盖鹏涛：男