钛合金因其低密度，高比强度及优良的耐腐蚀性而在许多领域得到了广泛的应用。近年的研究表明，少量的硼对钛合金组织和性能有显著的影响，因此，含硼钛合金已经成为钛合金研究的一个热点。
一，少量硼可细化钛合金的晶粒
定量金相分析显示铸态Ti-6Al-4V-0.1B合金原始β晶粒尺寸分布在200~347μm范围内，明显小于不含钛的Ti-6Al-4V合金的铸态晶粒尺寸(1.5~1.7mm)。类似的晶粒细化效果在其它钛合金中和不同熔炼方法中也被发现，说明硼对钛合金具有普遍的细化效果。另外，实验也发现，含硼钛合金铸锭整个横截面都为等轴晶，而不含硼的相应合金中却出现柱状晶区。研究指出，少量硼引起钛合金晶粒细化是由于成分过冷机制，即凝固固-液界面前沿硼的富集造成了成分过冷的强化。但进一步提高硼的质量分数，比如对纯钛，将硼含量由0.1%提高到0.15，同样由于成分过冷，铸锭组织会由等轴晶转变为树枝晶。类似情况在其他含硼钛合金和TiAl合金中也有报道。
二，少量硼可提高钛合金的相变点
纯钛的相变点，即低温hcp结构转变为高温bcc结构的相变温度，是882℃，对于钛合金，通常把α相消失的最低温度视为相变点。近期的研究结果表明，硼的引入导致包括纯钛，Ti-6Al-4V及其它钛合金相变点的提高。有报道说，硼使Ti-6Al-4V的β转变温度升高了300℃。硼是典型的α稳定元素，但它在钛合金中溶解度非常低，不到0.02%，因此其提高相变点的机制不同于在钛中有较大溶解度的C,O等元素。试验表明，在常规铸造过程中硼并没有引起β相变点的显著改变，而在含硼钛合金的快速凝固中却发现硼显著提高了合金的相变点。这说明硼对相变点的影响不是通过合金元素的溶质分配造成的，而是取决于在非平衡凝固条件下其在α相和β相中的过饱和度。
三，少量硼可提高钛合金的热稳定性
由于体心立方结构晶格的堆垛密度小，β相钛具有高的扩散系数，其扩散系数比α相大几个数量级，因此，钛合金的一个显著缺点是高温保温时的晶粒快速长大，细小的晶粒在高温下很难稳定存在。晶粒长大的实质是晶界的迁移，第二相粒子与位错及晶界的交互作用会显著阻碍晶界的移动。因此，利用不溶第二相粒子的“钉扎”效应限制高温晶粒长大是一条有效的途径。试验表明，含硼钛合金中TiB粒子在凝固最后阶段生成并主要分布在晶界处，处于晶界的TiB对晶粒长大可以起到明显的限制作用。有一个实验对比研究机械合金化Ti-6Al-4V合金和Ti-6Al-4V-0.1B合金在1050℃高温下进行热等静压处理后的组织，发现含硼合金保持了细小的晶粒尺寸而不含硼合金的晶粒尺寸发生了明显的长大。另据报道，在Ti-6Al-4V合金容器内填入Ti-6Al-4V-1B粉末并将粉末压实，之后在高于相变点200℃的温度下进行真空热暴露1h随后炉冷，Ti-6Al-4V-1B的平均晶粒尺寸基本没有发生变化，而Ti-6Al-4V合金的晶粒尺寸从10μm长大到了1mm。（钢研）


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