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放电等离子烧结技术(SPS)具有升温速率快、烧结时间短、烧结温度低等特点,是近年来发展起来的一种新型、快速烧结技术,在制备高性能新材料方面具有很大的潜力。本文通过放电等离子烧结技术制备了B改性Ti-6Al-4V材料,分析了放电等离子烧结制备B/TC4材料的烧结致密化过程与机理,系统研究了烧结温度、B添加量及热处理工艺对B/TC4材料显微组织结构和力学性能的影响规律。依据B/TC4材料的SPS烧结过程的收缩特征及微观组织演化规律,可将其划分为以下四个典型的烧结阶段,即颗粒的净化与重排、颗粒的联接、烧结颈长大、塑性变形快速致密化。只有这四个烧结阶段依次并充分进行,才能制备出高质量的烧结体。将Ti-6Al-4V粉和B粉经混合后置入石墨模具进行SPS烧结,采用B添加量为0.05、0.1、0.2wt%及850、950、1050、1150℃的烧结工艺制备B改性Ti-6Al-4V合金材料。在950℃烧结温度下通过B元素的添加,材料室温组织出现了明显的细化,随着B添加量的增加,材料的相对密度、硬度和拉伸强度不断增大,而延伸率呈先增大后减小的变化规律,并在B添加量为0.1wt%时达到最大值,其相对密度达到99.43%,洛氏硬度为31.2HRC,拉伸强度为975MPa,延伸率为18.9%;随着烧结温度的升高,材料的相对密度、硬度和拉伸强度增大,而延伸率呈先增大后减小的变化规律,并在烧结温度为950℃时达到最大值18.9%;随着固溶温度的升高,Ti-6Al-4V-0.1B材料的硬度、拉伸强度增大,而延伸率减小,相比于普通锻造态TC4合金,经B改性后材料在防护系数上得到明显提高。SPS制备的B改性Ti-6Al-4V合金材料断裂方式主要为韧性断裂。断口由三种断裂模式组成:合金基体的韧性断裂,TiB晶须的断裂和TiB与合金基体的分离,并随着烧结温度及固溶温度的提高,断口中韧窝数量逐渐减少,TiB晶须的断裂以及TiB与合金基体的界面分离比例都增加。