TiNbTaZrAl高熵合金黏结剂对Ti(C,N)基金属陶瓷性能的影响

采用机械合金化制备了TiNbTaZrAl难熔高熵合金,加入采用放电等离子法制备的Ti(C,N)基金属陶瓷。借助物相分析和形貌表征优化了温度和压力的制备工艺参数。通过XRD、SEM/EDS、TEM、维氏硬度计等对陶瓷进行表征,研究了不同高熵合金加入量对陶瓷的物相、微观组织及力学性能的影响。。结果表明:相比Co黏结剂,TiNbTaZrAl高熵合金的加入可以促进碳化物的固溶和Ti(C,N)晶粒的细化。高熵合金加入量为7.5%(质量分数)时,陶瓷力学性能最优。在优选温度1600℃和压力30 MPa的工艺参数下,采用高熵合金黏结剂的Ti(C,N)基金属陶瓷的维氏硬度和断裂韧性,分别达到(1960.4±40)MPa和(10.01±0.25)MPa∙m^(1/2),相比采用Co黏结剂的金属陶瓷分别提升了11.68%和9.28%。

TiNbTaZr钛合金冷加工塑性行为研究

通过力学性能测试,结合光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜和透射电子显微镜等表征技术,研究了Ti35Nb2Ta3Zr0.3O合金的冷加工塑性行为及其机理。结果表明:Ti35Nb2Ta3Zr0.3O合金在冷变形过程的不同阶段呈现出低加工硬化或无加工硬化的特点,变形量大于50%之后,晶粒碎化明显、塑性增强。分析表明:约35%Nb的加入降低了合金的层错能,使位错攀移及交滑移受到抑制,孪生机制增强,随冷变形量增大,形成多阶孪生,使晶粒明显碎化;合金的塑性变形是以孪生与位错滑移联合起作用,其独特的塑性行为来自于层错能效应及形变过程中的孪生诱发塑性效应。

塑性变形对TiNbTaZr合金微观结构的影响

用透射电子显微镜对不同轧制变形量的TiNbTaZr合金进行观察分析,结果表明:该合金轧制前为单相β相,轧制后出现应力诱发马氏体α"相,变形主要以位错-滑移为主,有少量马氏体α"相形成,马氏体α"相为正交晶系,单胞参数a=0.3152 nm,b=0.4854 nm,c=0.4642 nm;β相与马氏体α"相的位向关系为(011)β//(010)α″,(011)β//(002)α″,(100)β//(100)α″,[100]β//[100]α″。硬度检测表明:TiNbTaZr合金的硬度值随变形量的增大而增加,变形过程中形成的高密度位错是硬度值增大的主要原因。