硼化物增强钛合金梯度材料

高强高韧抗冲击

以成分梯度设计融合高强端与高韧端，在薄厚度下显著提升抗冲击性能。

YiJie, Chen · 李凤仙 · 刘意春 · Yi, Jianghong · 方东 · 李才巨 · Eckert, Juergen H. · Liu, Liang

Journal of Alloys and Compounds 2024

具体参数

压缩强度

{'zh': '2045±5', 'en': '2045±5'} MPa

维氏硬度

{'zh': '535±5', 'en': '535±5'} HV

维氏硬度

{'zh': '1246±5', 'en': '1246±5'} HV

延伸率

{'zh': '39', 'en': '39'} %

杨氏模量

{'zh': '55505±5', 'en': '55505±5'} GPa

技术优势

强韧协同提升抗冲击

高强端高硬度延长撞击作用时间，高韧端的高延伸率通过拉伸变形消耗冲击动能。

梯度设计抑制裂纹

减小成分梯度可缓解热膨胀系数差异，增强反射波、削弱压缩波，从而抑制高强端失效。

高硬度高韧性兼备

最佳梯度样品G84同时表现出从535 HV到1246 HV的硬度过渡和39%的拉伸延伸率，并具有2045 MPa的压缩强度。

应用场景

• 航空航天防护材料：薄厚度下抗冲击，可替代传统钛合金防护件减轻重量。
• 冲击防护结构：高强端延长撞击作用时间，高韧端耗能，提升整体抗冲击性能。
• 陶瓷增强复合材料：原位生成TiB增强相，在陶瓷-金属界面抑制裂纹。
• 钛基复合材料：梯度分布硼化钛，克服钛基复合材料强韧矛盾。