原位自生TiCp/6061复合材料的组织、硬度及耐磨性能

采用接触反应法制备了原位自生Ti Cp/6061复合材料,利用XRD和SEM对复合材料进行物相分析及微观形貌观察,用6061铝合金基体材料作为对比,研究了增强粒子含量对复合材料硬度和摩擦磨损行为的影响。结果表明,采用接触反应法,以Ti粉、C粉和Al粉作为生成Ti C增强相的原材料,可直接在6061铝合金基体中原位生成Ti C颗粒,Ti C颗粒呈规则多边形,尺寸为0. 5～1μm。随着增强粒子含量的增加,原位自生Ti Cp/6061复合材料的硬度明显提高,T6热处理后5%(质量分数)的Ti Cp/6061复合材料的硬度为120. 5HBS,比基体6061铝合金提高了28. 1%。这是Ti C颗粒对6061基体材料的位错强化和细晶强化综合作用的结果。此外,随着增强粒子含量的提高,原位自生Ti Cp/6061复合材料的耐磨性也增强; T6热处理后,在100 N恒压作用下与GCR15材料对磨300 s,基体6061铝合金失重是5%(质量分数) Ti Cp/6061复合材料的2倍。其原因在于Ti C颗粒含量的提高减小了对磨材料与复合材料的有效接触面积,从而增强了原位自生Ti Cp/6061复合材料的耐磨性能。     

TiCp/ZA-12复合材料磨损行为的研究

采用XD^TM与搅拌铸造技术相结合的工艺制备TiCp/ZA-12复合材料。利用MM－200摩擦磨损测试仪测试干摩擦条件下这种复合材料的磨损性能。研究了TiC颗粒含量、应用载荷和滑动距离对其磨损程度的影响。结果表明：复合材料的磨损率低于基体合金磨损率，且磨损率随TiC颗粒含量的增加而减小；增大应用载荷和滑动距离，并且复合材料和基体ZA－12合金的磨损程度均增加，但复合材料的增幅明显偏小。同时发现，在磨损过程中存在瞬变载荷，当应用载荷低于瞬变载荷时，磨损表现为微磨损，当高于瞬变载荷时为剧烈磨损，复合材料的瞬变载荷比基体合金高得多。最后分析了复合材料和基体合金的磨面形貌。     

激光熔化沉积TiCp/Ti60复合材料的研究

通过激光熔化沉积工艺制备出TiCp(5wt％ )/Ti60复合材料薄壁材料,分析了材料的显微组织及600℃下的拉伸性能.结果表明,TiCp/Ti60复合材料熔化析出的TiC相呈断续链状,均匀分布于基体中,TiC与钛合金基体的界面结合良好,但是TiCP,/Ti60复合材料中存在少量未完全熔化的TiC颗粒.采用同轴输送球磨混合粉末的工艺可以很好地解决未熔TiC颗粒的难题.TiCp/Ti60复合材料在600℃下的最大抗拉强度为775MPa.TiCp/Ti60复合材料在600℃下的断口特征比较复杂,既有沿晶断裂和准解理断裂也有局部的韧性断裂.     

搅拌摩擦加工对原位TiB2/7075复合材料性能的影响

用搅拌摩擦加工法处理原位自生TiB2/7075复合材料,分析了经过不同加工道次的复合材料的微观结构、拉伸性能。结果表明:经过搅拌摩擦加工,搅拌区内的复合材料晶粒细小,颗粒大团聚被打散,颗粒在微米尺度分布更为均匀,同时消除了在制备过程中产生的浇铸缺陷。在搅拌区内复合材料的晶粒直径由45μm细化到2μm。与一道次加工相比,经过四道次搅拌摩擦加工的复合材料,其微观组织形貌更为均匀。缺陷的消除以及微观组织的改变,使复合材料搅拌区的拉伸性能得到显著提高,四道次加工的材料断裂强度为母材的1.3倍,而延伸率则为母材的8倍。     

7075铝合金熔覆层的搅拌摩擦加工研究

7系超硬铝合金广泛应用于航空航天以及汽车等领域,钨极惰性气体保护(tungsten inert-gas, TIG)电弧焊可用于构件的修复,但熔焊缺陷以及专用丝材的缺乏使得熔覆层的强度不足。采用ER5356铝合金焊丝对7075-T6合金进行熔覆修补,并对TIG熔覆层进行搅拌摩擦加工(friction stir processing, FSP),以期改进熔覆层力学性能。固定TIG焊工艺参数和搅拌头行进速度,研究了搅拌头转速对熔覆层组织、力学性能以及断裂行为的影响,结果表明：TIG熔覆区由粗大的树枝晶组成,FSP消除了熔覆区的宏观缺陷,显著细化晶粒并减小了搅拌区与母材的成分差异。TIG熔覆试样拉伸断口位于硬度和强度最低的熔覆区中心。FSP显著提高了熔覆层的硬度和强度,拉伸断口位于前进侧的热机械影响区。随转速增大,搅拌区平均晶粒尺寸降低,热机械影响区和搅拌区的强度提高而塑性降低。     

亚微米级SiCp增强Al基复合材料的力学和耐磨性能研究

以亚微米级(130nm)SiCp和微米级(200目)Al粉为原料,采用冷压烧结和热挤压方法制备出体积含量分别为1.5%、5%亚微米SiCp增强Al基复合材料,研究了复合材料的硬度、拉伸、及耐磨性能.结果表明:随SiCp含量的增加,抗拉强度从170MPa降到156MPa,伸长率从33.4%下降到30.9%,其耐磨损性分别是Al的0.78～1.10倍和0.92～3.66倍,其耐磨机理是其磨损表面和次表面在摩擦推挤形变的作用下形成了Al基体 尺寸适中、近球状、分布弥散SiCp的理想耐磨减摩组织.     

搅拌铸造法制备短碳纤维/AZ91复合材料的组织与性能

采用搅拌铸造法制备了不同体积分数（10vol%、15vol%、20vol%）的短碳纤维增强镁基（CF_s/AZ91）复合材料,并选取了三个挤压比和两个挤压温度对其进行热挤压变形,采用光学显微镜（OM）、SEM和TEM对CF_s/AZ91复合材料的显微组织进行了观察,并测试其室温力学性能及阻尼性能。研究结果表明,热挤压能够有效降低CF_s/AZ91复合材料气孔率;在热挤压过程中,纤维沿挤压方向定向排列,同时基体发生动态再结晶。随着挤压温度及挤压比的增大,晶粒呈现等轴状,组织更加均匀。CF_s/AZ91复合材料经过挤压后,其力学性能得到提高,屈服强度和抗拉强度随挤压比和CF_s体积分数的增大而增大,然而CF_s纤维在热挤压后发生明显断裂,限制了挤压态复合材料强度的进一步提升。低温低挤压比条件下,CF_s/AZ91复合材料具有较好的阻尼性能,随着挤压比及挤压温度的升高,CF_s/AZ91复合材料室温及高温阻尼性能均有所降低。      

原位反应近液相线铸造TiCp／7075铝基复合材料的制备

采用原位反应近液相线铸造方法制备含有少量原位TiC颗粒的7075铝基复合材料,通过透射电镜观察合金中的原位TiC颗粒的分布与形貌,并利用平均截线法测量晶粒尺寸,研究原位颗粒对近液相线铸造7075铝合金铸态组织形成机制的影响.结果发现,原位TiC颗粒比较均匀地分布于基体合金中,尺寸分布于0.3～0.9μm范围内,形貌呈多边形.随着原位TiC颗粒含量的增加,复合材料的铸态组织由蔷薇状组织逐渐转变为等轴晶组织,当原位TiC颗粒的体积分数达到2.5%时,复合材料的平均晶粒尺寸为35.6μm.     

真空搅拌铸造制备SiC颗粒增强ADC12铝基复合材料及其力学性能表征

以SiC/Cu复合包裹粉体为增强相,采用真空搅拌铸造技术制备SiC/ADC12铝基复合材料,研究制备工艺条件对复合材料力学性能的影响,同时借助X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等测试分析手段对其物相结构进行表征。结果表明:SiC/Cu复合粉体显著改善了SiC颗粒在熔融铝合金基体中的润湿性和分散性。当搅拌温度为580℃,搅拌时间为30min,复合粉体添加量为4%(质量分数)时,复合材料获得最佳的力学性能,拉伸强度283MPa,硬度HB133,较基体合金分别提高24.1%和77.3%,较普通SiC增强复合材料提高15.5%和26.7%。     

搅拌针形状对搅拌摩擦加工制备CNTs/铝基复合材料均匀性的影响

采用搅拌摩擦加工技术(FSP)制备碳纳米管增强铝基(CNTs/Al)复合材料,研究了搅拌针形状对复合材料均匀性的影响。结果表明:搅拌针形状影响到塑化材料的迁移路径和程度,导致复合材料宏观形貌和均匀性发生变化。相比柱形,锥形搅拌针周围金属温度高,挤压区易于扩张,抽吸-挤压效应较强,形成的中心区面积大且均匀性较好;双螺纹搅拌针由于在板材上下两端形成两个材料迁移通道,挤压区相互重叠,材料混合程度加强,中心区CNTs分布均匀性最好。     

激光合成TiC/Ni-Al复合材料涂层组织及耐磨性研究

在不锈钢基材上通过激光合成Ni-Cr-Al-Co-X(X=Mo、W、Nb、Ti、C) TiC粉末,制备出金属间化合物Ni3Al-Ni0.58Al0.42,获得了组织均匀且与基体间完全冶金结合的无缺陷涂层.利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和磨损试验机对涂层的组织、相结构、硬度及耐磨性进行了分析和测试.结果表明,复合材料涂层主要组织为TiC增强相、金属间化合物Ni,Al及大量Ni0.58Al0.42相;其组织均匀,与基体之间为完全冶金结合;复合材料涂层具有硬度高、抗黏着摩损能力强的优点,在滑动干摩擦试验条件下表现出优异的耐磨性能.     

感应熔覆原位自生TiC/Ni基复合涂层的组织与耐磨性研究

为了提高16Mn钢的干滑动磨损耐磨性能,以Ni60、钛粉和石墨粉为原料对16Mn钢表面进行感应熔敷处理,制备出以TiC颗粒为增强相的原位自生复合涂层,利用金相、SEM、XRD等技术分析了涂层的显微组织,在室温干滑动磨损试验条件下测试了涂层的耐磨性.结果表明:涂层中TiC颗粒均匀分布于共晶基体上,整个涂层组织均匀、无气孔、无裂纹;涂层与基材形成了良好的冶金结合,涂层具有很高的硬度,在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨性能.     

TIC/7075铝基复合材料的磨损实验研究

采用原位反应喷射沉积法制备TiC/7075铝基复合材料,并在销一盘式磨损机损上进行摩擦磨损实验研究.通过TEM观察原位TiC颗粒的分布与形貌,并利用SEM观察沉积态组织磨损表面形貌.结果表明:复合材料的耐磨性和TiC颗粒含量及载荷有关,在低载荷(8.9N)状态下,材料的耐磨性随TiC颗粒含量的增加而增强,在高载荷(26...     

Microstructure and Mechanical Properties of 45 vol.%SiC_p/7075Al Composite

Microstructure and mechanical behavior of high volume content Si Cp/7xxx Al composites have not been explored yet. Therefore, in the present work, 45 vol.% SiC p/7075 Al composite has been prepared by pressure infiltration method. High density dislocations were found around Si C/Al interface in SiC p/7075 Al composite after water-quenching and aging treatment. Fine dispersed nano-η′ phases were observed after the aging treatment. Adverse to other Si Cp/Al composites prepared by the pressure infiltration method,an interface layer was observed between SiC particles and Al matrix. Furthermore, high-resolution transmission electron microscopy(HRTEM) observation indicated that this interface layer was coherent/semicoherent with that of the SiC particles. 45 vol.% SiC p/7075 Al composite demonstrated high tensile strength(630 MPa) and micro-ductility. Compared to aged Si Cp/2024 Al composite, the aged Si Cp/7075 Al composite showed an increase of about 200% in the tensile strain and 90% in the tensile strength, respectively.It is speculated that nano-η′ phases in the Al matrix significantly contributed to the strengthening effect while the interface layer between Si C and Al matrix might be beneficial to the strength and plasticity of Si Cp/7075 Al composite.     

Fabrication,Microstructure and Mechanical Properties of TiC/Ti_2AlC/TiAl_3 in situ Composite

This paper described a process for synthesizing a new multiphase TiC/Ti2AlC/TiAl3 composite,in which Ti,Al4C3 and graphite powders were utilized as raw materials,and in situ spark plasma sintering-reactive sintering(SPS-RS) methods were involved.The intermediate phases of Ti3Al and TiAl were found during the reactive sintering process and the reactions for the phase’s formation were proposed.The microstructure and mechanical properties of the composites were investigated.The high-resolution transmission electron microscopy(HRTEM) image of the interface showed that no amorphous phases were detected along the grain boundary.The orientation relationships between the Ti2AlC and the TiC were shown to be(0001)Ti2AlC||(111)TiC and [110]Ti2AlC||[110]TiC.The average hardness,fracture toughness,Young’s modulus and bending strength of the composite were 15.1±0.8 GPa,4.9±0.3 MPa·m 1/2,261±13 GPa and 776±18 MPa,respectively.The toughening mechanism was also discussed.     

Effects of Yttria Addition on Microstructure,Mechanical Properties,Wear Resistance and Corrosive Wear Resistance of TiNi Alloy

TiNi alloy has a high resistance to wear and could be an excellent candidate for various tribological applications. But studies show that oxygen active elements can improve properties of some alloys,markedly.Yttrium is one of the oxygen active elements.In this paper,the e-ects of yttria addition on properties of TiNi have been studied via micro-indentation,hardness,wear and corrosive wear tests.It is demonstrated that by addition of yttria to 5%,TiNi alloy can own improved mechanical properties and resistan...     

原位Al/_2O_(3P)/7075复合材料微观组织与磨损行为

采用原位反应近液相线铸造法制备具有不同质量分数的Al2O3P/7075复合材料,并对其进行干滑动磨损实验研究,通过OM,SEM,TEM等材料分析方法测试了材料的微观组织和磨损表面形貌。结果表明,原位Al2O3颗粒对7075铝合金的晶粒组织有明显细化效果,Al2O3P/7075复合材料的耐磨性比基体7075铝合金有明显的提高。原因是原位合成的复合材料界面结合良好,原位Al2O3颗粒在摩擦过程中起着抑制金属流动和支撑的双重作用。磨损表面形貌显示,原位Al2O3颗粒的加入,使磨损机制由黏着磨损变为磨粒磨损,从而改善了材料的耐磨性。     

激光熔覆WC-Ni/TiC涂层的组织和摩擦磨损性能研究

采用7kW横流CO2激光器,在H13钢表面激光熔覆制备了WC-Ni/TiC涂层.测量了熔覆层的显微硬度,用扫描电镜(SEM)观测熔覆层的显微结构以及磨损形貌并进行分析,对涂层的摩擦磨损性能进行研究.结果表明:纳米TiC通过弥散强化和细晶强化,提高了涂层的硬度和韧性,TiC含量为30%(质量分数)时涂层的平均硬度为HV1500.涂层耐磨性能是基体的8～15倍.