施加 400 MPa 的压力是固结 Ti-6Al-4V/TiB 复合材料的主要机械驱动力。在 1250 °C 的工作温度下，该特定压力载荷迫使金属屑发生塑性变形，从而物理上闭合内部间隙并建立原子扩散所需的接触。
高压控制是消除孔隙和确保结构完整性的决定性因素。没有持续的 400 MPa 载荷，复合材料将无法达到高性能应用所需的近全密度和牢固的界面结合。
高压固结的力学原理
诱导塑性变形
400 MPa 载荷的主要功能是克服 Ti-6Al-4V 屑的屈服强度。
在此巨大压力下，金属屑失去刚性并发生塑性变形。
这种变形迫使材料流入 the interstitial spaces，从而有效地填充松散金属屑之间自然存在的内部间隙。
促进冶金结合
仅有物理接触不足以形成结构复合材料；材料必须在原子层面结合。
高压确保了金属屑表面之间的绝对紧密接触。
这种紧密接触使得原子扩散能够跨越界面发生，将离散的金属屑转变为统一的实体。
增强界面
复合材料的完整性在很大程度上取决于增强材料与基体材料的结合程度。
施加的压力对于 TiB 增强材料和钛基体之间的界面结合至关重要。
通过将这些组分压合在一起，该过程可以防止界面处出现空隙，确保增强材料有效地增强合金，而不是充当缺陷。
关键依赖性和限制
热协同的必要性
压力并非孤立作用。400 MPa 载荷之所以有效，是因为它是在1250 °C 下施加的。
没有这个升高的温度，材料将过于脆性而无法塑性变形，原子扩散也将太慢而无法形成结合。
孔隙的风险
高压控制之所以被描述为“核心要求”，是有原因的。
任何波动或无法维持 400 MPa 的目标都可能导致棒坯中残留孔隙。
未达到“近全密度”的棒坯将具有受损的机械性能和潜在的失效点。
最大化材料完整性
为确保 Ti-6Al-4V/TiB 复合材料的成功固结，请使您的工艺控制与您的具体材料目标保持一致。
- 如果您的主要重点是实现全密度：严格维护 400 MPa 的压力是不可谈判的，以迫使塑性流动填充所有内部空隙。
- 如果您的主要重点是界面强度：确保压力与 1250 °C 的温度一起持续施加，以最大化 TiB 增强材料与基体之间的原子扩散。
高吨位压力的精确控制是区分一堆压制过的金属屑和高性能冶金复合材料的关键。
总结表：
| 参数 | 固结中的作用 | 对 Ti-6Al-4V/TiB 复合材料的影响 |
|---|---|---|
| 400 MPa 压力 | 机械驱动力 | 诱导塑性变形并闭合内部空隙。 |
| 1250 °C 温度 | 热催化剂 | 降低材料屈服强度并实现原子扩散。 |
| 界面结合 | 结构完整性 | 防止基体和 TiB 增强材料之间的空隙。 |
| 密度目标 | 近全密度 | 消除孔隙，实现高性能机械性能。 |
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参考文献
- Yutao Zhai, Fei Yang. Fabrication and Characterization of In Situ Ti-6Al-4V/TiB Composites by the Hot-Pressing Method using Recycled Metal Chips. DOI: 10.3390/met12122038
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
