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采用自行研发的自蔓延高温合成(SHS)、感应熔炼与熔模精密铸造相结合的熔铸一体化新工艺制备了原位自生TiB晶须增强的钛基复合材料,并成形了薄壁复杂形状的飞机发动机叶片.采用XRD、SEM、TEM对TiB<,w>/Ti复合材料的显微组织进行了研究,并借助DTA、XRD及SHS液淬研究了TiB晶须的生成机制;采用SEM拉伸方法动态观察了裂纹的萌生与扩展行为,揭示了TiB<,w>/Ti复合材料的断裂机制;采用室温压缩和硬度试验等方法研究TiB<,w>/Ti复合材料的力学性能;在无润滑工况下,对TiB<,w>/Ti复合材料的耐磨损性能进行了测试,对其磨损机制进行了探讨.最后,研究了TiB<,w>/Ti复合材料薄壁复杂形状构件的成形,以及制约TiB<,w>/Ti复合材料构件成形的两个因素——TiB<,w>/Ti复合材料熔体的流动性及其与熔模精铸陶瓷型壳的界面反应.在所制备的TiB<,w>/Ti复合材料中,TiB晶须在基体中分布均匀,尺寸细小,与其他工艺制备的TiB<,w>/Ti复合材料相比,具有最高的长径比,且TiB/基体界面清洁、干净.从而使复合材料力学性能更为优异.在TiB<,w>/Ti复合材料的表层,受型壳的冷却作用所致,TiB晶须沿垂直铸件表面方向分布.在Ti-B-Al体系中,随着温度升高,先发生Ti-Al间反应生成Ti-Al化合物,然后Ti-Al化合物与B反应生成TiB.同时,液铝的溶剂化作用促进了Ti和B在溶液中原位生成TiB晶须的化学反应.Ti-B-Al体系中TiB晶须的微观生成机制为Al溶剂化作用下的溶解-析出机制.在此基础上,建立了Ti-B-Al体系中TiB晶须原位的反应合成模型.原位TiB<,w>/Ti复合材料的原位SEM拉伸断裂研究结果表明,裂纹首先在基体中萌生,然后扩展并连接导致TiB<,w>/Ti复合材料断裂.与基体合金相比较,TiB<,w>/Ti复合材料的压缩屈服强度与抗压强度大幅提高.TiB晶须的承载、基体显微组织细化以及Al元素对基体的固溶强化,是TiB<,w>/Ti复合材料的主要强化因素.原位TiB<,w>/Ti复合材料具有比基体合金远为优异的耐磨损性能,并且TiB增强体的长径比越高,耐磨损性能越好.TiB<,w>/Ti复合材料的磨损机制为犁沟磨损、粘着磨损与剥层磨损.所制备的原位TiB<,w>/Ti复合材料飞机发动机叶片表面光洁,表面粗糙度为Ra3.2μm,最小壁厚仅为2mm左右.与基体合金熔体相比,TiB<,w>/Ti复合材料熔体的流动性下降30%,满足成形薄壁复杂形状构件的要求.经计算,TiB<,w>/Ti复合材料熔体的能够成形薄壁构件的壁厚为0.975~2.46mm.TiB<,w>/Ti复合材料熔体停止流动源于流股前端基体析出相与TiB晶须的共同作用.而与基体合金相比较,TiB<,w>/Ti复合材料与熔模精铸陶瓷型壳的界面反应程度有所下降.综合考虑,在保证低的界面反应的前提下,提高熔体的浇注温度与型壳预热温度,增加熔体充型压力,可改善复合材料的流动性.