微波烧结TiC/Ti6Al4V复合材料的高温氧化行为

采用微波烧结法制备TiC/Ti6Al4V复合材料,研究TiC/Ti6Al4V复合材料在550、650和750℃空气中的恒温氧化行为,并对氧化膜的表面、截面形貌及相组成进行了分析。结果表明:TiC/Ti6Al4V复合材料由TiC、ɑ-Ti+β-Ti三种物相组成。随着氧化温度的增加,TiC/Ti6Al4V复合材料的氧化规律由抛物线型转变为直线型,在650℃温度以下,复合材料的氧化产物主要由TiO_2组成,而750℃时氧化层主要有外层极薄的TiO_2、中间层Al_2O_3和TiO_2混合区及大部分内层TiO_2三部分组成。随着TiC含量增加,氧化激活能增大,氧化物粒径减小,TiC/Ti6Al4V复合材料的抗氧化性能也越好。     

Ti/Nb作中间层脉冲加压扩散连接TiC金属陶瓷与不锈钢

用Ti/Nb作中间层,在温度890℃、时间4~12min、脉冲压力2~10MPa、频率f=0.5Hz、恒压10MPa下,对TiC金属陶瓷和304不锈钢(304SS)进行脉冲加压与恒压扩散焊,获得了牢固的固相扩散焊接头。通过扫描电镜SEM、能谱EDS、X射线衍射XRD与剪切性能测试,对接头的显微组织、界面产物与强度进行分析。结果显示:两种接头的界面物相相似,主要有σ相,(β-Ti,Nb)与α+β-Ti固溶体。连接时间10min时,恒压下的TiC/304SS接头抗剪强度为55.6MPa,而脉冲加压下的接头抗剪强度达110MPa。恒压下接头断裂方式为TiC陶瓷断裂,而脉冲压力下接头断裂方式为TiC陶瓷与界面产物间交替进行的混合断裂。     

Ti-34Al基复合材料颗粒相组成及分布

采用XD法制备Ti-34Al基复合材料，XRD、OM和EPM的分析结果表明：复合材料的基体由Ti3Al和TiAl双相组成，增哟相由单相TiC和具有Ti3AlC包覆层的TiC两种结构的颗粒组成，单相TiC来自于凝固过程中的共晶反应，而具有Ti3AlC包覆层的TiC则是由于不完成包晶反应的结晶，单相TiC颗料沿晶界均匀分布的特征表明在较快的凝固条件下，初生相β-Ti以树枝晶方式生长，树枝晶凝固过程中颗粒枝晶凝固界面排斥在枝晶间。固液界面结构，冷却速度和颗粒大小影响颗粒与固液界面的相互作用。     

感应熔覆原位自生TiC增强钛基复合涂层的纳米力学性能

为揭示感应熔覆原位TiC/Ti复合涂层微观结构与力学性能的对应关系，利用单一纳米压痕测试方法研究涂层内不同相结构的纳米力学性能变化规律，利用点阵压痕测试方法研究涂层微区结构的力学性能。单一压痕结果显示原位TiC增强相的纳米压痕硬度和弹性模量分别为21.3 GPa和275 GPa,富α-Ti与富β-Ti区域的基质相平均纳米硬度分别为4 GPa和6 GPa,平均弹性模量分别为130 GPa和155 GPa。点阵压痕与单一压痕测试结果之间具有较好的对应关系，对点阵纳米压痕测试结果进行三峰高斯拟合得到的最小峰值代表了涂层基质相的力学性能，中间峰值反映涂层的综合力学性能，最大峰值因受增强体尺寸与压痕位置的影响低于原位TiC增强体的真实力学性能。在考虑涂层微观结构与增强体尺寸的情况下，通过合理设置点阵压痕测试条件，选择适当的测试区域，可以在获得原位钛基复合涂层不同相结构真实力学性能的同时，揭示涂层的综合性能。     

TiC／Ni3Al系梯度材料的残余应力与工作应力计算及结构优化

测定了TiC／Ni3Al复合材料的物性参数．对TiC／Ni3Al系梯度材料在制备过程中产生的残余应力以及在隔热使用时产生的工作应力，进行了热弹性假设下的有限元模拟在综合考虑热应力最小、应力强度比值最小以及纯TiC侧应力状态的基础上，完成了FGM的热应力缓和设计与结构优化结果表明，按线性组成分布设计是体系的最佳设计．     

感应熔覆原位自生TiC增强钛基复合涂层的纳米力学性能EI北大核心

为揭示感应熔覆原位TiC/Ti复合涂层微观结构与力学性能的对应关系,利用单一纳米压痕测试方法研究涂层内不同相结构的纳米力学性能变化规律,利用点阵压痕测试方法研究涂层微区结构的力学性能。单一压痕结果显示原位TiC增强相的纳米压痕硬度和弹性模量分别为21.3 GPa和275 GPa,富α-Ti与富β-Ti区域的基质相平均纳米硬度分别为4 GPa和6 GPa,平均弹性模量分别为130 GPa和155 GPa。点阵压痕与单一压痕测试结果之间具有较好的对应关系,对点阵纳米压痕测试结果进行三峰高斯拟合得到的最小峰值代表了涂层基质相的力学性能,中间峰值反映涂层的综合力学性能,最大峰值因受增强体尺寸与压痕位置的影响低于原位TiC增强体的真实力学性能。在考虑涂层微观结构与增强体尺寸的情况下,通过合理设置点阵压痕测试条件,选择适当的测试区域,可以在获得原位钛基复合涂层不同相结构真实力学性能的同时,揭示涂层的综合性能。     

TiC 的高温塑性变形及其对TiC/Ni3Al 梯度材料循环耐热冲击损伤的影响

实验测量了TiC 烧结体的高温塑性变形行为, 讨论了掺入Cr₃C₂ 对TiC 高温塑性变形的影响, 结合TiC/Ni₃A l 梯度材料的循环热冲击特性得出: TiC/Ni₃A l 梯度材料有效热导率随循环次数增加呈下降趋势与TiC 的塑性变形行为密切相关, TiC 表面的纵向裂纹是由巨大的径向压应力引起的。      

激光引燃自蔓延合成TiC／Al基复合材料研究

采用激光引燃自蔓延高温合成法,通过改变激光功率和成分配比制备了TiC陶瓷颗粒增强的Al基复合材料。利用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对自蔓延合成产物的相组成和显微组织进行研究。结果表明,通过激光引燃自蔓延法可以合成高纯度的TiC／Al基复合材料。随着激光功率升高,引燃时间缩短,合成的复合材料中TiC颗粒的尺寸和孔隙率增大;激光参数不变时,随着Al含量的增多合成TiC颗粒尺寸逐渐变小,形貌由球状转变为多角状。     

激光沉积制备钛基梯度耐磨涂层组织和性能研究

为了提高Ti6Al4V钛合金的高温耐磨特性,在Ti6Al4V钛合金表面利用激光沉积制造原位生成TiC颗粒增强相的方法制备了钛基梯度涂层。观察了耐磨梯度涂层的微观组织,测量了涂层和Ti6Al4V基材在500℃条件下的摩擦磨损性能及其显微硬度,并对涂层的强化机制和磨损机理进行了分析。结果表明,原位自生的TiC颗粒增强相均匀弥散分布在基体中,从基材到涂层顶部分别呈现粗大树枝晶、较大的颗粒状晶体、相对细小的颗粒状晶体形态。显微硬度分析显示涂层硬度保持在400～450HV之间,由基材到表层呈梯度上升趋势。涂层表现出较好的高温耐磨特性,和基材的磨损体积比为2.86。TiC颗粒的弥散分布强化和激光沉积基体组织的细晶强化是显微硬度和高温耐磨性提高的主要原因。     

EFFECTS OF HYDROGEN ON THE α_2 /βTRANSUS TEMPERATURE AND LATTICE CONSTANT IN SUPER-α_2 ALLOY

用膨胀仪测定了含氢Ｓｕｐｅｒ－α２／β相变点；用Ｘ射线衍射仪探讨了氢对α２和β相晶格常数的影响。结果表明，随氢含量增加，Ｓｕｐｅｒ－α２的α／β相变点显著降低，β相晶格常数显著增大，α２相的晶格常数α增大，而Ｃ变化不大。     

氢对Super－α_2合金α_2／β相变点及晶格常数的影响

用膨胀仪测定了含氢Ｓｕｐｅｒ－α_２合金的α２／β相变点；用Ｘ射线衍射仪探讨了氢对α２和β相晶格常数的影响．结果表明，随氢含量增加，Ｓｕｐｅｒ－α２／β相交点显著降低，β相晶格常数显著增大，α２相的晶格常数α增大，而ｃ变化不大．     

自发熔渗法制备TiC/NiAl复合材料和其微观组织特征

用自发熔化渗透法制备高TiC含量 (~75vol%) 的TiC/NiAl复合材料,研究了渗透温度和渗透时间对TiC/NiAl复合材料微观组织形成、硬度及断裂性能的影响。采用XRD 和TEM/EDS分析了复合材料的相组成、微观结构和NiAl相与TiC颗粒在高温渗透过程中的互溶情况。结果表明:自发熔渗法是制备致密的TiC/NiAl复合材料的有效方法,适当提高渗透温度,可大大缩短渗透时间。在完成渗透获得致密组织的前提下,渗透温度和渗透时间对TiC/NiAl复合材料的硬度及断裂韧性无显著影响。NiAl相和TiC颗粒结合良好,是渗透后复合物的仅有组成相。TiC少量地溶于NiAl,溶解度随渗透时间增长而增大,且在TiC颗粒外层,发现有少量的Al和微量的Ni。      

添加纳米TiC对NiTi／Cr3C2高速电弧喷涂涂层组织及耐高温冲蚀磨损性能的影响

本文探讨了加入纳米TiC对高速电弧喷涂NiTi／Cr3C2涂层组织和性能的影响,并对该涂层进行了高温冲蚀磨损试验。通过力学性能测试、EDS和XRD分析、光学金相显微镜以及SEM形貌观测表明,含纳米TiC的NT-1涂层基体中有大量弥散相,高温冲蚀规律为半塑性磨损冲蚀特点,无论在低冲蚀角还是高冲蚀角条件下,其耐高温冲蚀性能均优于不含纳米TiC的NT-2涂层。     

Ti811表面激光熔覆原位合成TiC-TiB2复合Ti基涂层的微观组织分析

在Ti811钛合金表面利用同步送粉激光熔覆技术,制备了TC4+Ni45多道搭接激光熔覆层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)等分析了涂层组织和相组成,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度。结果表明,涂层微观组织中均匀分布的析出相主要包括基底α-Ti、金属间化合物Ti_2Ni、增强相TiB_2和增强相TiC。其中,TiC在TiB_2表面异质形核,形成了TiC+TiB_2的复合相结构;同时,纳米TiC颗粒在涂层基体中弥散分布。由于涂层中TiC与TiB_2的共同作用,涂层的显微硬度与基底相比有了显著提高,最高硬度为770HV0.5左右,约为基底硬度的2倍。     

Mo含量对Ti-Mo氢化物的结构及热稳定性的影响

采用磁悬浮熔炼技术制备了固溶体合金Ti Mox（x=0.03,0.13,0.25,0.50,1.00,钼钛原子比）,室温下活化后的Ti Mox合金在0.02 MPa下迅速吸氢并达到平衡。采用X射线衍射和TG-DSC分析技术对吸氢产物的物相结构和热稳定性进行了测试。作为比较,对吸氢前的合金作了XRD结构分析。结果表明：Ti Mo0.03吸氢后析出大量的Ti H2,并有少量bcc（β-Ti）含氢固溶体存在。x大于0.13时,合金为单一的β-Ti结构,吸氢产物由fcc（γ-Ti）氢化物和β-Ti氢固溶体组成,晶格参数增加至0.330nm,钼含量较少的β-Ti氢固溶体发生相变生成γ-Ti氢化物,Mo含量增加,γ-Ti氢化物含量逐渐减少。β-Ti氢固溶体,γ-Ti氢化物的热解析温度随着Mo含量的增加逐渐降低,说明Mo含量的增加会降低氢化物的稳定性,不利于氢在合金间隙中的储存。     

大尺寸硬质合金部件的燃烧合成研究

采用自蔓延高温燃烧合成结合准热等静压技术（SHS／PHIP）,成功地得到了致密性良好,直径为240mm的大尺寸TiC-Ni系硬质合金部件,燃烧合成产物由TiC和Ni两相组成,Ni粘结相基本上呈网状连续分布于球形的TiC颗粒周围,随着Ｎi含量的增加,ＴiC颗粒尺寸减小,燃烧合成产物具有良好的力学性能。     

烧结温度对焦磷酸钙/Ti-35Nb-7Zr复合材料微观组织及力学性能的影响

为改善β型Ti-Nb-Zr合金的生物活性,添加20wt%的焦磷酸钙(CPP)生物陶瓷,利用放电等离子烧结技术制备20CPP/Ti-35Nb-7Zr生物复合材料。借助XRD、SEM及力学测试方法等研究不同烧结温度(1 000~1 200℃)下复合材料的微观组织及力学性能,揭示其组织演变对力学性能的影响机制。结果表明:20CPP/Ti-35Nb-7Zr复合材料主要由β-Ti相基体、少量残留α-Ti相及金属-陶瓷相(CaTiO_3、Ti_2O、CaO、CaZrO_3和TixPy)组成;随着烧结温度升高,复合材料中β-Ti相和金属-陶瓷相逐渐增多;金属与陶瓷之间的剧烈反应导致金属-陶瓷相的形态结构发生变化,复合材料中金属-陶瓷相从颗粒状析出物演变成连续网状组织,起到割裂基体的作用。20CPP/Ti-35Nb-7Zr复合材料的压缩弹性模量和抗压强度随着烧结温度的升高而增大,其中压缩弹性模量从64.0GPa增加至71.4GPa,金属-陶瓷相形态结构变化起主导作用。因此,控制20CPP/Ti-Nb-Zr复合材料中金属-陶瓷相的形态结构将有利于改善其力学性能。     

真空和渗氮烧结WC-TiC-Co硬质合金的梯度结构形成机理研究

本实验对真空和渗氮烧结的WC-20TiC-0.5VC-0.5Cr_2C_3-12Co硬质合金的微观结构进行了研究。研究表明烧结气氛对WC-TiC-Co硬质合金的梯度结构具有关键性影响:真空烧结能使硬质合金形成厚度不低于20μm的无立方相表层,该表层主要由WC与Co相组成,无明显TiC相特征;而渗氮烧结促使硬质合金形成以Ti(C,N)与TiC为主要物相的富立方相表层。与此同时,研究发现氮气压强对富立方相表层的形成具有显著促进作用,随着氮气压强的提高,富立方相表层厚度明显增加。真空和渗氮烧结的硬质合金芯部微观组织均由WC相、(W,Ti)C相、TiC相与Co相组成。相对于渗氮烧结,真空烧结会导致硬质合金芯部WC的晶粒度增大。     

W-M0-Ti系梯度飞片的显微组织特征

利用电子探针、扫描电镜和x射线衍射仪对W-M0-Ti系梯度飞片的化学成分分布、显微组织和组织结构特征进行了研究。研究表明：W—Mo-Ti系梯度飞片中主要元素W、Mo、Ti分布整体上具有梯度变化规律；以Ti为主的Mo—Ti混合区和高Ti区，Ti主要以多角形α相存在。     

TiH2粉末烧结研究进展

目的 研究烧结温度、升温速率、压制压力分别对TiH2粉末压坯脱氢相演变过程以及显微组织的影响规律.方法 采用氢化钛(TiH2)粉末为原料,经过压制和真空烧结制备粉末冶金Ti材料,结合原位中子粉末衍射、差示扫描量热法等技术,表征TiH2粉末压坯在烧结过程中的显微形貌及相变过程.结果 在真空烧结条件下,TiH2粉末压坯的脱氢相变反应过程为:δ-Ti(H)→δ-Ti(H)+α-Ti(H)→δ-Ti(H)+β-Ti(H)+α-Ti(H)→β-Ti(H)+α-Ti(H)+α-Ti→α-Ti;升温速率的增加会延缓TiH2的相变过程及动力学.结论 TiH2粉末坯体的压制压力越大,烧结时TiH2脱氢并释放氢气导致坯体内部的气压越高,从而导致TiH2坯体的烧结致密化程度较低.