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本文采用反应热压法基于Ti-B4C-C系分别在不同温度下制备了TiB晶须(TiBw)与TiC颗粒(TiCp)混杂增强的钛基复合材料,其中增强体的总体积分数为10%,TiBw与TiCp的体积比为1:1。采用DSC方法分析了热压烧结Ti粉、B4C粉、C粉制备钛基复合材料的可行性。采用XRD、SEM、TEM等方法对(TiBw+TiCp)/Ti复合材料的显微组织进行了研究。测试了复合材料的室温拉伸性能、高温拉伸性能,解释了(TiBw+TiCp)/Ti复合材料的混杂强化机理。最后在室温、无润滑条件下,测试了复合材料的摩擦磨损性能,并对复合材料的磨损机制进行了探讨。热力学分析和DSC实验结果表明,可以基于Ti-B4C-C反应体系,利用Ti-B4C与Ti-C之间的放热反应制备原位自生TiBw与TiCp混杂增强的钛基复合材料,并通过控制反应温度来调节TiCp的尺寸。微观组织分析表明,复合材料中的TiB为棒状晶须,而TiC为等轴状或近似等轴状颗粒,两种增强体均匀地分布在基体中。由Ti-B4C系原位自生的TiBw与TiCp之间存在共生现象。力学分析结果表明,同未增强的纯钛基体相比,复合材料的硬度、抗拉强度有了很大的提高,但延伸率大幅下降。1100℃下制备的复合材料具有最佳增强效果,此种复合材料的室温抗拉强度比纯钛基体提高了47.6%。在550℃、600℃和650℃下,1100℃下制备的复合材料都具有最高的抗拉强度,分别比纯钛基体提高了83%、45.9%和57.9%。在高温下复合材料也具有良好的塑性。TiBw与TiCp混杂增强钛基复合材料的强化机制主要有载荷传递机制,细晶强化机制,弥散强化机制。滑动磨损实验结果表明,复合材料的摩擦系数低于未增强材料的摩擦系数。40—100N载荷条件下,纯钛的摩擦系数为0.4左右,复合材料纵向取样时摩擦系数为0.2~0.3。钛基复合材料的耐磨性能远优于基体材料,且TiCp尺寸较小的复合材料具有更好的耐磨损性能。复合材料与纯Ti的磨损机制不同,前者主要为轻微的剥层磨损与磨粒磨损,后者则为严重的剥层磨损。TiBw与TiCp主要对基体起到支撑保护作用、细晶强化作用和弥散强化作用来提高钛基复合材料的抗摩擦磨损性能。