隨著高尖端技術(shù)的發(fā)展，人們對材料的使用性能提出了越來越高的要求，出現(xiàn)了各種超高強度材料，如超高強度鋁合金；超高強度鈦合金；超高強度鋼，主要應用于制造飛機起落架、火箭發(fā)動機殼體、防彈鋼板、機翼主梁、直升機旋翼軸、對接螺栓等性能有特殊要求的領(lǐng)域。但多數(shù)的合金鋼比重較大，在追求高比強度的航空航天領(lǐng)域無疑是不利的。長期以來，人們將目光投向了低密度的金屬間化合物，如TiAl、NiAl、FeAl等，但固有的室溫脆性嚴重制約了它們的開發(fā)和應用。

NiTi合金能夠很好克服室溫脆性問題，同時具有密度低，優(yōu)異的形狀記憶和超彈性性能及良好的室溫塑性等優(yōu)點，深受材料者青睞?，F(xiàn)有研究在NiTi基合金基礎上添加少量Al、Nb和Hf強化元素，采用可以消除縮孔縮松缺陷、減少橫向晶界以及控制某些晶體取向等優(yōu)點的定向凝固原位自生成法制備具Ti2Ni和β-Nb雙相增強體的金屬基自生復合材料，考查不同的均勻化熱處理時間對組織和性能的影響，為開發(fā)一種新型輕質(zhì)超高強度金屬間化合物結(jié)構(gòu)材料提供制備工藝參考。

采用定向凝固原位自生成法制備了Ni-43Ti-4Al-2Nb-2Hf金屬基自生復合材料，并進行了均勻化熱處理后的室溫力學性能測試，結(jié)果表明：定向凝固后合金獲得沿[001]方向生長的細長的針棒狀包晶組織，β-Nb相和Ti2Ni相增強體顆粒沿NiTi胞晶基體相間的[001]方向排列分布。定向凝固及其熱處理態(tài)的NiTi基體相傾向于沿(200)和（100）晶面生長；隨熱處理時間的延長，胞晶尺寸逐漸粗化；β-Nb相增強粒子部分溶解擴散入基體相，顆粒尺寸和體積分數(shù)有所減小，Ti2Ni相粒子尺寸及體積分數(shù)逐漸增多，兩增強相粒子分布更加彌散均勻。

經(jīng)均勻化熱處理后，室溫抗拉強度最高達到1972MPa，超過了4130和8640超高強度鋼，與4140和4340超高強度鋼的強度基本相當；達到或超過了多種國內(nèi)外現(xiàn)役的超高強度鈦合金。分析表明，選擇合適的定向凝固工藝獲得細小的、定向效果良好的胞晶組織以及適當時間的均勻化熱處理獲得細小均勻、密集分布的增強體顆粒是提高這種金屬基自生復合材料力學性能的重要因素。(欣然)