發動機用石墨烯增強TC11合金放電等離子燒結制備參數優化及力學性能研究

吳小俊

1) 重慶市汽車動力系統測試工程技術研究中心, 重慶 401120 2) 重慶工業職業技術學院車輛工程學院，重慶 401120

鈦與鈦合金是一種具備耐高溫、高強度、抗腐蝕等優異特性的結構材料，在航空發動機葉片、高壓反應容器、生物醫學器材等領域獲得了廣泛使用[1?5]。TC11合金屬于一類α型鈦合金，該合金中含有較高比例的鋁，由于鋁可以形成一層致密氧化膜，對基體組織起到良好的保護效果，因此有助于合金達到更高熱穩定性，同時在中高溫環境中保持很高的力學強度。以上特性使TC11合金成為發動機部件的重要制造材料，可以有效滿足發動機材料的綜合性能需求[6?7]。同時有一些研究報道顯示，鈦合金顯微組織形態受熱處理工藝、制備條件及實際機械加工技術的綜合影響[8?9]。

大部分鈦合金部件采用的加工技術包括鑄造、機械加工、熱壓燒結、粉末冶金等，其中使用最多的是熱壓燒結。鑄造工藝適合制備結構復雜的合金部件，但在實際工藝控制方面存在較高難度，較易引起局部溫度差異，導致出現成分偏析現象，此外還會產生縮孔等多種內部組織缺陷，對零件力學強度與表面性能都造成不利影響[10?13]。可以采用機械加工來滿足零部件精度控制要求，但無法實現材料的充分利用，導致整體成本明顯上升。粉末冶金作為一類近凈成形加工方法，可以實現對合金材料的充分利用，同時降低了整個加工過程的能耗，有效抑制成分偏析的問題，使合金綜合力學性能獲得明顯改善[13?14]。……