钛铝双金属板的性能与界面的研究

测试了中国和苏联产钛铝双金属板的常规力学性能，ＫＲ曲线和弹性模量，对界面的结合形式及其板材基体的显微组织进行了分析研究，试验结果表明，国产钛铝双金属板的常规力学性能，ＫＲ曲线，弹性模量达到了苏联的钛铝双金属板的性能，相界面的组织与苏联的相同。     

铝钛双金属板KR曲线测定

利用宽３００ｍｍ、长／宽＝１的横向ＣＴＴ试样对国产铝钛双金属板做了常规力学性能测定，并按航标测定了ＫＲ曲线，经过柔度法和Ｋ值计算，分别测得了ＫＲｉ和ａｉ数据，确定了临界的ＫＣ值通过性能数据对比，研制的材料达到了进口料的性能要求。     

钛网添加对镁/铝复合板微观组织和力学性能影响研究

目的 有效抑制镁/铝复合板界面处金属间化合物的形成。以钛网为中间金属夹层,研究它对镁/铝复合板微观组织和力学性能的影响。方法 利用复合轧制技术制备以钛网为中间金属夹层的镁/铝-钛复合板,采用扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射仪(EBSD)、万能试验机等对复合板退火前后的微观组织和力学性能进行表征和分析,系统研究中间层钛网对轧制态和退火态复合板微观组织、织构、拉伸性能、界面结合强度的影响规律。结果 中间层钛网均匀分布在镁/铝-钛复合板界面处,钛网的添加能有效抑制复合板退火过程中镁-铝金属间化合物的连续生长,减少金属间化合物的数量。与镁/铝复合板相比,钛网的添加对轧制态和退火态复合板中镁层和铝层的平均晶粒尺寸和织构类型的影响较小。与镁/铝复合板相比,钛网的添加降低了轧制态复合板的界面剪切强度和延伸率,但极大提升了退火态复合板的界面剪切强度、拉伸强度和延伸率。结论 中间层钛网的添加可有效减少复合板界面处金属间化合物的数量,提升退火态复合板的综合力学性能。     

多层喷射沉积铝/钢双金属板材的研究

采用多层喷射沉积技术制备铝／钢双金属板，分析了其中对双金属板界面结合产生影响的因素。结果表明多层喷射沉积技术在制备双金属板材方面有工艺设备简单，结合强度高等特点。其中在沉积前应对沉积的基板进行预热，预热的温度是双金属结合的关键。另外适当地热轧也能提高铝／钢双金属的界面结合强度。     

高性能钛/铝复合板的关键制备技术

目的 研究TA2纯钛/6061铝合金复合界面的微观组织和力学性能,以及热处理对复合板组织和力学性能的影响.方法 在1×10-2 Pa高真空度下,对钛/铝复合坯进行搅拌摩擦焊封装,并在轧制温度为426℃和总压下率为80％下进行热轧复合;然后,对复合板进行T6热处理,即在540℃固溶及177℃时效5 h.随后,对热处理前后的复合界面进行扫描电镜和电子探针分析,明确元素扩散机制,并对复合板进行拉剪性能测试.结果 热轧后复合板的界面平直,无气孔、裂纹等缺陷,界面剪切强度为94.2 MPa.热处理后复合板铝基体力学性能提高,界面剪切强度达141.2 MPa.结论 采用真空轧制复合技术制备出了板形好、无缺陷的钛/铝复合板,经T6热处理后,钛/铝复合板的界面结合性能大幅改善,提高约50％.     

铝-不锈钢复合过渡接头性能试验研究

针对铝-不锈钢复合过渡接头使用要求,对不同材质组合及爆炸工艺的铝-不锈钢过渡接头的常温力学性能、焊接模拟力学性能、微观金相、气密性进行了试验分析,发现温度对接头的力学性能及气密性有一定影响,并确定漏气的主要部位为铝铝界面和铝钛界面,这为改善该接头的气密性提供了研究方向。     

爆炸复合材料结合界面的力学性能及其测定方法

本文对国内外有关爆炸复合材料结合界面力学性能测试方法进行了评述，并利用这些方法测定了ＴＡ＿２／Ａ＿３爆炸冲击载荷对金属材料力学性能的影响；同一爆炸复合板相对于起爆点不同位置处结合界面的力学性能变化，以及爆炸复合材料经消除残余应力热处理后结合界面力学性能的改变。     

中间层锌箔对铝-钛异种接头微观组织和力学性能的影响

本文旨在通过改善焊接工艺,提高铝-钛接头性能,扩大铝-钛复合件的应用范围.通过在铝-钛熔钎焊接工艺中添加锌箔,探讨了中间层锌箔对铝-钛接头微观组织和力学性能的影响.采用TIG焊机对铝/钛异种金属板材进行熔钎焊接实验,利用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、维氏硬度计和电子拉伸机对铝/钛接头的微观组织和机械性能进行分析.研究发...     

热处理对钛/硬铝合金轧制复合板界面结合性能和显微结构的影响

一、前言 钛/硬铝合金双金属板是一种重量轻、强度、刚度、耐磨性和耐蚀性均很高的优质复合材料,可用作飞机蒙皮和其他构件。采用“表面处理—轧制复合—热处理”三步法制作钛/硬铝合金双金属板,必须掌握好热处理这一重要环节,研究热处理对其界面结合性能和显微结构的影响。热处理有两个作用:①使双金属的初始结合得到稳定或提高,尤其在轧制变形率较小、金属初始结合强度较低时,这一点极为重要;②消除金属轧制变形后的加工硬化,使金属恢复塑性,以保证双金属能经受后续的成型加工,并满足使用要求。 本文系统地研究了TH1/LY12轧制复合板的热处理,分析了热处理工艺、结合性能与界面组织结构三者之间的对应关系。 二、试验方法     

钛-钢复合钢材力学性能及本构模型研究

为系统研究钛-钢复合钢材的力学性能,对2 mm~12 mm厚TA2+Q235B钛-钢复合钢材进行了系列试验研究,包括拉伸、剪切、粘结、弯曲、冲击韧性、硬度等试验,其中拉伸试件设计考虑了复合比的影响。基于试验结果,得到了该类钛-钢复合钢材的基本力学性能指标,并重点对其单调拉伸荷载下的力学性能进行了分析研究。试验结果表明:钛-钢复合钢材的应力-应变曲线特征及典型力学性能指标与复合比的大小直接相关;随着复合比的增大,屈服平台逐渐消失,弹性模量逐渐减小,屈服强度和断后伸长率逐渐升高,但抗拉强度的变化并不明显,这与钛TA2和Q235B低碳钢本身的力学性能有关。基于拉伸试验数据和有限元数值计算结果,提出了钛-钢复合钢材的力学指标计算方法,建立了其本构模型。此外,剪切和粘结试验得到的复合界面强度尽管较低,但对拉伸力学性能影响十分有限;同时,该类复合钢材的受弯和冲击性能良好,硬度结果呈现两侧高、中间界面层低的情况。研究结果可为钛-钢复合钢材在结构工程领域的研究和应用提供基础参考和材料本构模型,并有利于促进其工程应用。     

碳纳米管增强2024铝基复合材料的力学性能及断裂特性

为了研究碳纳米管对铝基复合材料性能的影响,采用冷等静压、热挤压方法制备了质量分数1.0%的多壁碳纳米管增强2024Al基复合材料.采用扫描电镜、透射电镜和拉伸试验对复合材料的显微组织进行了观察和分析,并对其力学性能进行了测试.结果表明,碳纳米管均匀地分布在复合材料中,碳纳米管和铝基体的界面结合良好,没有发现界面产物Al4C3的形成;复合材料的断口上存在大量的撕裂棱,韧窝,并涉及碳纳米管的拔出或拔断与桥接,与2024Al基体材料相比,复合材料的硬度、弹性模量和抗拉强度显著提高,同时复合材料的延伸率却并不下降.碳纳米管的加入可以显著提高铝基复合材料的力学性能.     

喷射沉积及气体扫描技术制备铝锡-钢双金属复合板材

利用雾化沉积加气动扫描工艺制备了铝锡－钢双金属复合板，并对气动扫描的工艺参数，基板的预热温度和轧制温度进行了研究，分析观察了沉积态和轧制态的双金属界面的组织结构，结果表明，在雾化压力0．8－1．0MPa,沉积距离300mm时，采用气动扫描辅助喷嘴，并在200℃预热基板，可得到一最佳效果双金属板坯，在220－230℃轧制后可得到界面粘结牢度达到国标要求的，合金层致密的双金属板材。     

碳纤维电沉积铜解决碳纤维／铝复合材料界面问题

碳纤维／铝复合材料界面相容性差，界面反应生成Ａｌ＿４Ｃ＿３。为此采用连续三步电沉积法对碳纤维电沉积铜获得碳／铜复合丝，使界面结合强度得到改善。本文对碳纤维／铝复合材料界面问题及连续三步电沉积工艺，作了初步分析讨论。     

金属和陶瓷界面对复合材料特性的影响

对粉末冶金、挤压铸造和液相铸造工艺制备的各种陶瓷增强铝基、钛基复合材料中金属和陶瓷的界面特性、显微结构、界面对复合材料力学性能的影响进行了初步的探讨。研究结果指出，金属和陶瓷界面存在机械结合和反应结合的不同特性，并在受载破坏时表现出不同的断裂形貌。复合材料界面上存在析出相割裂了陶瓷增强相与基体界面的联系，降低了界面结合强度，陶瓷增强相表面的物理、化学状态及基体的化学成分对金属基复合材料的特性具有重要影响。     

岩石与混凝土I—Ⅱ复合型界面裂缝临界断裂曲线的研究

用杂交元计算了双材料试件界面裂缝的应力强度因子，采用梁型试件及坝型试件，通过试验研究得到了岩石与混凝土Ｉ－Ⅱ复合型界面裂缝的临界断裂曲线，试验表明，坝型试件的Ｋｉｃ值较梁型试件的ＫＩＣ大。     

热加工工艺对钛-钢复合板界面力学性能和显微组织的影响

研究了热加工工艺对钛-钢复合板界面力学性能和显微组织的影响.测试了在A,B,C,D 4种温度下热轧复合板界面的力学性能,用金相显微镜及扫描电镜观察了界面显微组织并分析了界面的成分.结果表明,在A,B 2种温度下轧制的钛-钢复合板界面机械性能良好,延伸率高,其剪切强度不但可保持坯料原有的水平,甚至还略有增加.在C,D 2种温度下轧制的钛-钢复合板界面机械性能相对较低,延伸率较高,但剪切强度要比爆炸复合坯料低,尤其是D加热温度,轧制后界面剪切强度急剧下降.热轧的终轧温度也是影响钛-钢复合板界面结合性能的重要因素.在低于相转变温度的合适温区热轧,且终轧温度合适,获得的钛-钢复合板结合界面无爆炸波纹,没有污染,生产的脆性化合物极细小,组织类同于钛材完全退火的等轴组织.     

TA2/3A21/AZ31B复合板界面表征及力学性能研究

通过爆炸焊接法制备TA2/3A21/AZ31B三层复合板,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和万能试验机对复合材料的界面、金相组织和力学性能进行测试与分析。实验结果表明:通过一次爆炸焊接制备的TA2/3A21/AZ31B复合材料,其抗拉强度约为303 MPa,屈服强度约为233 MPa,断后伸长率约为9.7%;在钛/铝界面与铝/镁界面均形成爆炸焊接特有的波状结构,界面处分别形成了厚度约5 μm的Ti-Al扩散层和30 μm的Al-Mg扩散层,其剪切强度分别为132.6 MPa和116.3 MPa。与TA2/AZ31B复合材料相比较,该复合材料的力学性能有较大提升。      

钛基生物复合材料的研究进展

钛及钛合金由于具有优秀的抗腐蚀性、生物相容性、低密度和高的比强度等特性,而被应用于生物医学方面。然而,与人骨相比,钛合金的弹性模量较高,可达100～110GPa,而人骨的弹性模量只有10～30 GPa。虽然与其它金属材料相比具有与骨较为接近的弹性模量,但仍远远高于骨的弹性模量,这就容易造成钛与人体骨界面上力学性能的不匹配,如直接植入则会带来“应力屏蔽“效应,因此对钛及钛合金进行处理来降低弹性模量和提高活性成为当前研究的热点。目前主要通过两种途径来改善纯钛及其合金的生物活性和生物相容性问题,一种就是通过各种不同工艺在纯钛及其合金表面涂覆羟基磷灰石及生物玻璃涂层,另一种是将生物活性材料HA作为一种活性相混入纯钛及其合金中,形成一种微观复合材料。本文重点介绍了近年来钛基生物复合材料的研究进展。     

铝/钛/铝三层复合板热轧工艺及微观组织研究

钛/铝层状复合材料具有两种材料优异的特性,能够满足一些特殊工程需要。开发了热轧复合技术,成功制备了铝(1100)/钛(TA2)/铝(1100)三层复合板。研究了复合板轧制过程中的关键轧制技术参数(临界压下率和轧制复合工艺条件)。利用光学显微镜和SEM观察了钛/铝复合板及结合界面形貌,分析了不同退火温度对复合板力学性能的影响。基于实验结果,描述了影响复合板质量和有助于提高复合板结合强度的关键工艺过程。     

包套热挤压SiCp/6066铝基复合材料弹性模量的研究

采用包套热挤压工艺制备了不同体积分数SiCp增强的6066铝基复合材料,使用动态弹性模量测定仪测定材料的弹性模量,对材料的微观组织进行扫描电镜和透射电镜观察.研究表明,制备出的SiCp/6066铝基复合材料增强相分布均匀,孔隙率很小,但界面结合力较弱,使得材料的弹性模量较低.