Ti-Si系合金力學、摩擦學性能及相圖研究.pdf

1、本文研究了Ti-Si系合金的微觀組織與性能。確定了鈦硅的最佳配比及成分，并對其合金化處理后的微觀組織、力學性能、摩擦機制和平衡相圖等進行了深入細致的探討。觀察到在不同Si含量的Ti-Si合金中，Ti-Si共晶合金具有最好的微觀組織與力學性能。而鑄態(tài)Ti-Si共晶合金的成分為α-Ti和Ti<,5>Si<,3>，并不包含Ti<,3>Si。在此基礎上研究了在Ti-Si共晶合金中加入稀土元素、Al元素等合金化元素對合金顯微組織、力學性能和摩擦學

2、性能的影響，并進行了對La-Ti-Sn三元系合金相圖200℃等溫截面的研究。 結果表明：在Ti-Si共晶合金中加入微量RE可以明顯改善合金的微觀形貌，提高合金的強度、硬度、抗變形能力和塑性等。但RE含量過高會導致合金組織惡化與性能降低。添加微量輕稀土元素對合金組織的改善能力和對強度、硬度等性能的提升能力都優(yōu)于重稀土元素，但塑性則是添加重稀土元素時增加較多。在Ti-Si共晶合金中添加AI并沒有改變鑄態(tài)合金的成分，但是生成了固溶相α

3、-Ti(Al,Si)和Ti<,5>(Si，A1)<,3>。Al的加入減小了共晶團的大小和體積分數(shù)，并產生了粒狀和條狀的Ti<,5>Si<,3>顆粒使合金的強度、抗變形能力和硬度顯著增加，且遠優(yōu)于添加稀土的Ti-Si共晶合金。Ti-Si-Al合金中Al含量小于或等于8 at.％時，合金的塑性較高。Ti-Si共晶合金的磨損機制是由不同取向的共晶團界面處產生微裂紋并沿晶界生長導致脆性分層。Al的加入產生了連續(xù)分布的α-Ti(Al，Si)基體圍