放电等离子烧结TA15钛合金及石墨烯增强TA15复合材料微观组织与力学性能

林彰乾^1,2，郑伟³，李浩^1,2，王东君^1,2

1. 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院2. 哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室3. 西安航天发动机有限公司

摘 要：采用放电等离子烧结（SPS）方法制备了TA15钛合金,并研究了烧结温度、烧结时间以及烧结压力参数对合金致密化、微观组织与力学性能的影响。结果表明:在烧结温度为800～1200℃、烧结时间为3～7 min、烧结压力为20～50 MPa的烧结条件下,烧结参数对TA15钛合金的物相组成影响不大;合金的微观组织主要由烧结温度决定,并且延长烧结时间会使微观组织发生一定的粗化,而烧结压力对微观组织没有明显的影响。升高烧结温度、延长烧结时间以及适当地增加烧结压力,有助于TA15钛合金致密化过程的进行。烧结态TA15钛合金的室温及高温压缩力学性能由合金的致密度和微观组织共同决定。采用SPS工艺在900℃及50 MPa的烧结条件下,5 min即可获得致密的TA15钛合金,并具有最佳的室温及高温综合力学性能。此外,在900℃、50 MPa和7 min的烧结条件下,采用SPS制备了0.5%（质量分数）石墨烯增强TA15复合材料,与TA15钛合金相比,复合材料室温与高温压缩屈服强度及极限抗压强度得到了明显提高。

关键词：TA15钛合金;石墨烯;放电等离子烧结;微观组织;力学性能;