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(chǔ)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(jié)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(chǎn)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(chǎn)生微裂紋并沿晶界生長導致脆性分層。Al的加入產(chǎn)生了連續(xù)分布的α-Ti(Al，Si)基體圍