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非连续增强钛基复合材料因其优良的综合力学性能而具有广阔的应用前景。但是,由于增强体与基体钛热膨胀系数不匹配,从高温冷却至室温时,复合材料内产生残余应力,会对材料力学性能造成显著影响。目前,关于单一相增强钛基复合材料的残余应力已有较多研究。然而,多元混杂增强体对钛基复合材料残余应力的影响规律尚待进一步讨论。本文利用钛与石墨、二硼化钛之间的原位反应,采用真空自耗熔炼技术,制备了不同增强体含量的原位自生TiC/Ti、TiB/Ti以及(TiC+TiB)/Ti复合材料。研究了 TiC和TiB对复合材料残余应力的影响规律以及残余应力对复合材料屈服强度的影响机理,揭示了多元混杂强化钛基复合材料残余应力的叠加关系。主要的研究成果如下:(1)原位自生钛基复合材料中TiB呈短纤维状,均匀随机分布;TiC呈现两种形态,细小的等轴状共晶TiC和树枝晶状初生TiC。锻造退火后,TiB长径比减小且沿锻造方向分布;TiC依然呈两种形貌,等轴状和椭球状,其中,椭球形TiC是由树枝晶状初生TiC在加工过程中沿轴向断裂所产生。(2)铸态 5vol%TiC/Ti、5vol%TiB/Ti、5vol%及10vol%(TiC+TiB)/Ti复合材料内残余应力分别为113MPa、-78MPa、15MPa和-2MPa。由于Ti的热膨胀系数介于TiC和TiB之间,故热残余应力在TiC/Ti内为拉应力,在TiB/Ti内是压应力,而(TiC+TiB)/Ti内两种性质相反的应力同时存在并相互削弱。利用残余应力分离公式、应力叠加公式及Eshelby模型,建立了(TiC+TiB)/Ti复合材料残余应力拟合公式,经计算可知,其内部由TiC和TiB引入的残余应力满足q=1.5的指数叠加关系。(3)锻造退火后,5vol%TiC/Ti、5vol%TiB/Ti、5vol%及10vol%(TiC+TiB)/Ti复合材料内垂直于锻造方向上的残余应力分别为27MPa、-21MPa、-4MPa和-19MPa。与铸态复合材料相同,加工态(TiC+TiB)/Ti复合材料中两种性质相反的热残余应力均存在且相互削弱。利用上述复合材料残余应力拟合模型模拟退火后(TiC+TiB)/Ti内的残余应力,发现两种残余应力符合q=2的指数叠加关系。(4)检测了纯钛及钛基复合材料的室温拉伸和压缩性能。纯钛的压缩、拉伸屈服强度仅相差4MPa,而复合材料中二者却差异较大。这是因为,轴向拉伸时,外加载荷叠加在基体的残余拉应力上,材料更易屈服;而压缩时,基体轴向应力克服拉应力后逐渐变为压应力。因而,基体内的残余应力会导致复合材料压缩屈服强度大于拉伸屈服强度。