原位反应制备颗粒增强钛基复合材料的研究进展

原位反应制备的颗粒增强钛基复合材料中增强颗粒与基体的相容性好,复合材料高温性能稳定,成为制备高性能颗粒增强钛基复合材料的首选途径.目前,粉末冶金法、熔铸法、放热弥散法、燃烧合成法和机械合金化法都已用于原位反应制备颗粒增强钛基复合材料.综述了这些制备方法的原理、特点以及制备出的复合材料的组织和性能,指出了原位反应制备颗粒增强钛基复合材料今后的发展方向.     

多元多尺度增强钛基复合材料复合设计与先进加工技术研究进展

多元多尺度钛基复合材料以其轻质、高强、耐热等优异的性能在航空航天等高新技术领域具有广阔的应用前景。从多元多尺度强化设计思路、先进加工技术、工程应用等方面综述了原位自生钛基复合材料的研究现状。指出了研究中的关键突破点与存在的问题，并提出了新的研究方向，进一步优化复合材料多元多尺度设计体系，挖掘材料内部结构设计，提高材料的综合性能；另一方面完善先进热加工技术与理论，改善钛基复合材料的加工性，推动轻质高强钛基复合材料在重大装备等领域的应用。     

Ti6Al4V表面激光熔覆原位自生TiC颗粒增强钛基复合材料及摩擦磨损性能

以Ti,Cr3C2混合粉末作为预置合金涂层,采用YAG固体激光器进行激光熔覆处理,在Ti6Al4V合金表面制备出原位自生TiC颗粒增强钛基复合材料涂层,实验结果表明,采用合适的合金粉末成分和激光辐照能量密度,可以获得增强相TiC弥散分布的钛基复合材料熔覆层,熔覆层结晶致密,且与复合材料基体润湿性良好,熔覆层复合材料的基体组织随预置合金粉末成分的改变而变化,摩擦磨损实验结果表明,原位自生TiC/Ti复合材料熔覆层可明显改善Ti6Al4V合金的表面硬度和摩擦磨损性能。     

TiC和TiB混杂增强钛基复合材料研究新进展

混杂增强是获得高性能复合材料的有效方法,它可以兼顾2种或多种增强体的特点,使之起到相互弥补的作用,特别是由于产生的混杂效应将明显提高或改善单一增强材料的某些性能,从而扩大材料设计的自由度。因此,对于TiB与TiC原位自生混杂增强钛基复合材料方面的研究将很有意义。本文从制备方法、界面与组织及性能方面对TiC和TiB混杂增强钛基复合材料进行了详细阐述。     

基体组织对TiC/Ti-6Al-4V复合材料断裂韧性的影响

采用原位自生的方法制备了TiC颗粒增强的TiC/Ti-6Al-4V复合材料。将锻造后的钛基复合材料在700 ℃、995 ℃以及1020 ℃进行热处理,获得具有不同基体微观组织的复合材料,研究基体微观组织对钛基复合材料拉伸性能以及断裂韧性的影响。结果表明,初始α相的含量及其尺寸对TiC/Ti-6Al-4V复合材料的断裂韧性影响较大,初始α相体积分数为20%时,复合材料拉伸性能最好,抗拉强度和伸长率分别为1057.5 MPa、19.95%;同时具有优良的断裂韧性。     

颗粒增强钛基复合材料研究新进展

颗粒增强钛基复合材料具有高比强度、低密度、高弹性模量等特点，成为钛基复合材料的发展趋势。目前日本的Toyota公司采用粉末冶金技术制备了原位反应生成的TiB颗粒增强钛基复合材料，已在汽车发动机进、排气阀等部件得到应用。美国Dynamet公司开发了颗粒增强钛基复合材料CermeTi系列，利用其好的耐磨性能在军事、汽车、体育、医疗器械方面进行了开发。我国西北有色金属研究院研制出了性能优异的TP-650钛基复合材料，并且上海交通大学等亦在原位反应法方面作出了较好的结果。     

原位自生钢基复合材料耐磨性能的研究

用铸造的方法制备了原位自生复合碳化物[(Ti,W,Cr,V,Nb)C]增强钢基复合材料,并对该复合材料的磨粒磨损性能及磨损机理进行了研究。结果表明,采用该方法制备的钢基自生复合材料中,自生碳化物颗粒细小、圆整、且分布均匀,碳化物颗粒增强相体积分数达到42.8%;原位自生钢基复合材料的耐磨性能优良。在磨粒磨损条件下,其磨损机制主要是显微切削、颗粒脱落和脆性剥落;稀土和合金元素能够提高原位自生钢基复合材料的耐磨性能。     

热压反应自生钛基复合材料高温拉伸断裂分析

将纯钛粉和碳化硼粉按一定比例混合均匀后,通过反应热压方法原位合成制备了增强体TiB晶须和TiC颗粒钛基复合材料,增强体体积分数为5%.利用同样方法制备了纯钛材料.热挤压后,利用X射线衍射仪分析研究了反应自生增强体组成,通过透射电镜和扫描电镜,研究了钛基复合材料的微观组织变化规律及钛基复合材料在室温和高温下拉伸断口形貌特征.研究结果表明,纯钛和B4C在1 200℃发生化学反应,原位合成产生2种不同形状的增强体,即短纤维状TiB晶须和等轴状的TiC颗粒.原位增强体与钛基体具有良好的界面结合,没有明显的界面反应.室温拉伸2种材料均呈脆性断裂.高温拉伸时,纯钛拉伸断口韧窝比较大,尺寸较深.复合材料韧窝尺寸较小.     

摩擦速度对原位自生钢基复合材料Fe(Ti,W,Cr,V,Nb)Cp磨损性能的影响

用铸造的方法制备了原位自生复合碳化物(Ti,W,Cr,V,Nb)Cp增强钢基复合材料(In-situMMCs),并对该复合材料的高速磨损性能及磨损机理进行了研究。结果表明,原位自生复合材料中自生碳化物颗粒细小、圆整、分布均匀,自生碳化物体积分数达到42.8%;在低速150N载荷下,自生复合材料的耐磨性能随着自生碳化物体积分数的增加而提高;摩擦系数随摩擦速度的增大先减少后增大,自生碳化物体积分数大的自生复合材料的摩擦系数先快速减小后慢速增大,磨损率先减小后迅速增加。     

原位TiBw/Ti复合材料的流动性及其充型能力

采用自蔓延高温合成-感应熔炼制备了原位TiBw／Ti复合材料，通过熔模铸造，成形了“⊥”形和楔形钛基复合材料试样，测定了钛基复合材料的流动性能和充型能力。研究结果表明，与基体合金相比，钛基复合材料熔体的流动性降低了30％，钛基复合材料充满楔形试样的最小壁厚为0．30mm。提出了一种新的表征钛基复合材料充型能力的方法。经计算，在自由流动的情况下，原位TiBw／Ti复合材料熔体填充细小型腔的大小为0．975～2．460mm。     

高温钛合金和颗粒增强钛基复合材料的研究和发展

回顾了高温钛合金的研究和发展历程,指出了现代高温钛合金进一步发展需要解决的主要难题;综述了颗料增强钛基复合材料的研究现状,按照基体的选择、增强相的选择和制备工艺3个方面,阐述了颗粒增强钛基复合材料设计中的基本任务;最后对今后的发展趋势进行了展望。     

亚稳态β钛合金的成分设计、变形机制与力学性能研究进展

本文介绍了当前孪晶塑性/相变塑性(TWIP/TRIP)钛合金的研究现状和设计方法,统计了TWIP/TRIP钛合金中发生{332}<113>、{112}<111>双孪晶钛合金β相的晶粒尺寸、屈服强度和加工硬化率。讨论了Bo-Md图在多组元钛合金设计上的应用和局限性,特别是析出不同二次相(α相与ω相)对基体β相稳定性的影响。从基体β相稳定性、析出相、β相晶粒尺寸和晶体学取向三方面归纳了亚稳态β钛合金TWIP/TRIP变形机制的影响因素,并对其中存在的一些问题和不足进行了分析,简要总结了双孪晶机制对钛合金力学性能的影响。通过综述最新的研究进展及相关问题,对未来高强韧钛合金的发展提出新见解。     

连续纤维增强钛基复合材料热残余应力的研究进展

综合论述了连续纤维增强钛基复合材料热残余应力的分析方法如：X射线衍射和中子衍射方法、剥层法、基片弯曲法以及选择基体腐蚀法等，以及热残余应力对复合材料力学性能的影响。就热残余应力的影响因素总结了人们在降低复合材料热残余应力方面所作的各种努力，在此基础上指出了当前研究存在的缺陷和今后的发展方向。     

CermeTi® discontinuously reinforced Ti-matrix composites: Manufacturing,properties, and applications

Advanced powder-metallurgy technology has led to the development of the CermeTi® family of titanium metalmatrix composites. Reinforcing the titanium alloy matrix with titanium carbide or titanium boride particles results in superior properties. These discontinuously reinforced titanium composites have excellent room- and elevated-temperature properties and are exceptionally wear resistant. High quality, near-net shape CermeTi composite components are being produced commercially and are being evaluated for potential applications in military vehicles, commercial automotive engines, sporting goods, industrial tooling, and biomedical devices.     

非连续增强钛基复合材料研究新进展

非连续增强钛基复合材料由于具有各向同性、比强度高、优良的高温强度、成本较低等特点而受到高度关注。TiC及TiB增强颗粒以其稳定的复合结构、良好的增强效果得到发展,成为非连续增强钛基复合材料的最终优选增强剂。从制备方法、增强体与基体的界面结构及复合材料的性能等方面概述了非连续增强钛基复合材料的最新研究进展。     

连续纤维增主基复合材料研究概况

重点了介绍了连续纤维境强钛基复合材料的３种复合方法,即箔材－纤维－箔材法、等离子喷射涂层法和物相沉积法,开发的强化纤维有ＳｉＣ纤维和Ａ１２Ｏ３单晶纤维,并介绍了它们的研究进展,最后讨论了一些复合材料的性能循呼复合材料的损伤评价技术。     

钛合金表面激光熔覆的研究进展

钛合金具有优异的物理化学性能,其在航空航天行业中被广泛应用.但钛合金的低硬度和低耐磨性能使它的应用受到了限制.激光熔覆因其熔覆层与基体结合力强,无污染等优点成为钛合金表面改性研究热点之一.钛合金表面熔覆具有不同特性的熔覆材料来提高钛合金表面的相应性能.介绍国内外钛合金激光熔覆的研究现状和发展趋势.