晶粒尺寸对（TiB2＋TiC）/Ni3Al复合材料循环氧化性能的影响（英文）

采用放电等离子烧结法制备（TiB2＋TiC）/Ni3Al复合材料。在950°C下烧结的（TiB2＋TiC）/Ni3Al复合材料的组织比在1050°C下烧结的（TiB2＋TiC）/Ni3Al复合材料的组织更细小。对烧结温度分别为950°C和1050°C的复合材料在900°C下进行循环氧化性能测试。结果表明,在950°C下烧结的复合材料的循环氧化质量损失要小于在1050°C下烧结的复合材料的。晶粒细化有助于在氧化过程汇总的选择性氧化,使得连续的TiO2和Al2O3氧化膜得以在复合材料表面形成,从而提高复合材料的抗氧化性能。     

NiAl含量对反应合成TiC-TiB_2-NiAl物相及组织结构的影响(英文)

以Ti、B4C、Ni、Al粉末为原料,通过自蔓延高温反应合成工艺(SHS)制备TiC-TiB2-NiAl复合材料,研究NiAl含量对反应产物的物相组成及组织结构的影响。结果表明:Ti+B4C+Ni+Al粉末SHS反应产物的物相组成为TiB2、TiC和NiAl,随着Ni+Al添加量的增多,NiAl相的衍射峰强度逐渐增强;TiB2、TiC和NiAl在基体中呈现不同的形态,其中TiB2呈六边形或长条状,TiC呈圆形,NiAl填充在TiC和TiB2颗粒之间;随着NiAl含量的增加,TiC-TiB2-NiAl复合材料的晶粒逐渐被细化,致密度和抗压强度均被提高,TiC的形态由不规则形状转变为圆形。复合材料的断裂方式由单纯的沿晶断裂转变为混合的沿晶断裂和穿晶断裂。     

增强相含量对原位自生(TiC+TiB)/Ti6Al4V复合材料摩擦磨损性能的影响

用熔铸法制备不同(TiB+TiC)含量的原位自生(TiC+TiB)/Ti6Al4V复合材料,通过HT-1000型摩擦磨损试验机研究(TiC+TiB)含量对复合材料干滑动摩擦磨损性能的影响,并用扫描电镜和激光共焦显微镜观察分析其磨损行为。结果表明:原位合成的复合材料较基体合金硬度增加,磨损率降低,具有优异的耐磨性能,摩擦系数小且起伏较小,摩擦性能稳定。复合材料磨面上TiO_2、SiO_2和Al_2O_3氧化产物增加,磨痕变浅,呈断续状磨痕数量增加,摩擦氧化物对磨损表面起到一定保护作用。     

热处理对镀镍后钛基复合材料组织和性能的影响

为了进一步提高(TiC+TiB)/Ti-6Al-4V钛基复合材料的力学性能和物理化学性能,在钛基复合材料表面进行了化学镀镍处理,并通过不同温度的等温热处理,研究了钛基复合材料组织演变和性能的变化。结果发现,化学镀镍后,(TiC+TiB)/Ti-6Al-4V钛基复合材料在高温预扩散过程中,首先在其表层生成NiTi、Ni_3Ti和Ti_2Ni等多种镍钛的化合物;进一步扩散时,表层Ni元素主要沿着相界向内扩散,并随着热处理温度的变化,基体组织形貌和化合物相的种类都出现了变化,基体组织在950℃等温时出现了层片状共析组织,而继续升高温度会造成组织严重粗化,层状组织消失;试样的整体硬度随着热处理温度的升高,呈先下降后上升的趋势。     

铸态(TiB+TiC)/Ti1100复合材料高温拉伸性能及蠕变行为EI北大核心CSCD

通过XRD、SEM、TEM等表征手段研究(TiB+TiC)/Ti1100复合材料的铸态显微组织、高温拉伸性能和高温蠕变行为。结果表明:(TiB+TiC)/Ti1100复合材料具有典型的网篮组织,通过B_(4)C、C和Ti的反应原位生成了晶须状的Ti B和等轴状的TiC。随着温度的升高,(TiB+TiC)/Ti1100复合材料的极限抗拉强度从766 MPa降低至511 MPa。在实验范围内,(TiB+TiC)/Ti1100复合材料的稳态蠕变速率随温度和应力的升高而降低。根据对相关数据的计算,(TiB+TiC)/Ti1100复合材料的应力指数和激活能分别为3.75和269.5 kJ/mol。结合蠕变后的变形区域组织,可以确定该材料的蠕变过程主要受位错滑移控制。α/β界面是位错滑移的主要障碍,同时TiB、TiC和硅化物也阻碍着位错的运动。β-Ti的大量溶解导致硅化物的形成,并降低了α/β界面对位错的阻碍效果。增强相特别是TiB可以通过承载作用,降低基体中的应力集中从而抑制β-Ti的溶解。     

原位自生(TiC+TiB)/Ti6Al4V复合材料摩擦磨损性能研究

本文用原位反应法制备了不同TiC和TiB增强相含量的(TiC+TiB)/Ti6Al4V复合材料(简记为TMC),用HT-1000型摩擦磨损试验机研究了外加载荷对原位本文用原位反应法制备了不同TiC和TiB增强相含量的（TiC+TiB）/Ti6Al4V复合材料（简记为TMC）,用HT-1000型摩擦磨损试验机研究了外加载荷对原位（TiC+TiB）/Ti6Al4V复合材料干滑动摩擦磨损性能的影响,并利用扫描电镜及布鲁克三维形貌仪观察分析其磨损行为。结果显示,与Ti6Al4V基体相比,TiC+TiB增强相的生成提高了复合材料的耐磨性。对于含不同体积分数增强相的复合材料,随着外加载荷的增加,材料的磨损率和磨损深度增加,摩擦系数减小且在小范围内波动。在小负载下,磨损的表面覆盖有一些沟槽和少量磨屑;在大负载下,磨损的表面覆盖有一些浅沟槽和大量磨屑。磨损机制为磨粒磨损和氧化磨损。随着负荷增加,碎屑的尺寸增加,磨损加剧。     

Y_2O_3改性细晶Ni_3Al合金涂层在900℃下的循环氧化性能

将Ni-Al和Ni-Al/Y2O3复合镀层分别在800°C下扩散3h制备纯Ni3Al和Y2O3改性的Ni3Al合金涂层,对其显微组织和氧化性能进行对比研究。SEM/EDAX和TEM分析表明,涂层中Y2O3的加入抑制了合金化过程中基体晶粒的长大。在900°C下循环氧化100h的结果表明,Y2O3的加入明显提高了Ni3Al合金涂层的抗循环氧化性能。对Y2O3影响Ni3Al涂层的结构和氧化性能的机理进行了分析。     

Ni+Al元素粉末法制备WC-Ni3Al-B复合材料(英文)

为发展WC-Ni3Al-B复合材料的液相烧结制备技术,研究由羰基Ni粉、分析纯Al粉和粗WC粉的混合粉末反应合成制备的WC+Ni3Al预合金粉末。采用DSC和XRD分别研究3Ni+Al和70%WC+(3Ni+Al)混合粉末在550～1200°C和25～1400°C温度范围的相变过程。结果表明:Ni3Al相的形成取决于反应温度。在200～660°C热处理温度范围内,除了WC相外,还存在Ni2Al3、NiAl和Ni3Al相;而在660～1100°C温度范围内,仅存在NiAl和Ni3Al相;在1100～1200°C温度范围可以获得均匀的WC+Ni3Al预合金粉末混合物。采用该预合金粉末制备的WC-30%(Ni3Al-B)复合材料具有很高的致密度,且WC晶粒呈圆形。与普通商用YGR45(WC-30%(Co-Ni-Cr))相比,WC-30%(Ni3Al-B)复合材料具有更高的硬度(9.7GPa),低的抗弯强度(1800MPa)和相近的断裂韧性(18MPa.m1/2)。     

(TiB_2+Al_3Ti)/ZL101原位复合材料的强化机理

采用透射电镜对(TiB2+Al3Ti)/ZL101原位复合材料中增强相组织、结构和分布进行了研究,测试了(TiB2+Al3Ti)/ZL101原位复合材料的力学性能。结果表明,原位复合材料经热处理后,其抗拉强度、硬度及伸长率都比ZL101基体材料高,分别提高了23.3%、23.5%、14.6%;增强相TiB2和Al3Ti颗粒均匀分布于-αAl基体中,对基体具有显著的晶粒细化效果;(TiB2+Al3Ti)/ZL101原位复合材料主要强化机制为细晶强化、固溶强化、弥散强化和位错强化。     

Ti6Al4V表面激光熔覆NiCrBSi+B4C涂层的组织结构

选用NiCrBSi及2％民C混粉在Ti6Al4V合金表面进行激光熔覆处理，使基体中的Ti和B4C发生化学反应原位生成TiC、TiB2硬质增强相，制备出TiC与TiB2等增强相增强钛基复合材料涂层。综合运用XRD、SEM、EPMA和TEM等分析手段研究了优化熔覆工艺条件下的NiCrBSi＋B4C激光熔覆层的组织结构与相组成，并对复合涂层进行了硬度测试，结果表明：NiCrBSi＋2％B4C熔覆层的微观组织是在γ—Ni和Ni3Ti＋Ni3B共晶的基体上均匀分布着TiB2、TiC、CrB等相的多元组织，激光熔覆层的硬度比Ti6Al4V基体硬度提高到3～4倍。     

SPS原位制备(TiB+TiC)/Ti-6Al-4V复合材料的组织与性能

采用低能球磨和放电等离子烧结原位制备(TiB+TiC)/Ti-6Al-4V复合材料,研究了烧结温度和B_4C添加量对复合材料组织性能的影响。结果表明,在1 000～1 150℃范围内,1 100℃烧结时增强相呈不连续网状,复合材料的屈服强度、抗压强度和工程应变均最好;基体合金组织为魏氏组织,复合材料基体为厚片状α相和片间β相组织,晶粒明显细化,显微硬度随增强相含量的增多而提高,而工程应变随之降低。强度在B_4C含量为2%时达到最高,屈服强度和抗拉强度分别为1 410.55MPa和1 771.65MPa。     

铜基体上渗铝层的高温抗氧化性能和组织变化(英文)

以铜为基体,采用电镀镍和浆料包渗铝法,在800°C渗铝12 h制备出组织为Ni2Al3的单相渗层。采用SEM、XRD和光学显微镜,研究在1000°C下空气中氧化25~250 h,Ni2Al3渗层的高温抗氧化性能与组织转变行为。结果表明:Ni2Al3渗层在1000°C氧化250 h后,氧化增重分别为纯铜和镍镀层的1/15和1/2。氧化时间在25 h内时,渗层表面仍有Ni2Al3相;氧化50 h后,出现NiAl相;当氧化时间增加到100 h时,Ni2Al3相完全转变为NiAl相。当氧化到250 h时,渗层仍具有良好的抗高温氧化性能。     

Al_2O_(3(p))/20Cr25Ni20复合材料抗热震性研究

采用挤压铸造方法,制备了Al2O3颗粒增强20Cr25Ni20复合材料,在650℃下对该复合材料进行抗热震性研究,并且在相同实验条件下和高速钢进行了抗热震性能对比。结果表明:在第15次热震时,Al2O3(p)/20Cr25Ni20复合材料的宏观界面上出现了微小裂纹,并且Al2O3颗粒周围出现了薄氧化层,裂纹沿氧化层进行扩展和延伸;高速钢在第2次热震时就出现了宏观大裂纹。这说明Al2O3(p)/20Cr25Ni20复合材料的抗热震性比高速钢的好。     

热处理保温时间对(TiC+TiB)/TA10复合材料组织特征的影响

采用粉末冶金与熔铸相结合的原位自生技术制备了(TiC+TiB)/TA10复合材料,研究了热处理保温时间对材料组织特征变化的影响。结果表明,复合材料在铸态和热处理状态下显微组织均由Ti基体、TiC和TiB增强相组成,且增强相在基体中分布较均匀。随着热处理保温时间的延长,铸态显微组织中呈枝晶状和条状的TiC增强相持续出现溶断现象,枝晶状和条状的TiC逐渐粒化;TiB出现碎化,碎化呈先增加后减弱的趋势;TiC内C含量逐渐增加,TiC内部产生Ti析出相,析出相的数量和尺寸逐渐增加。增强相产生的变化源于C、B和Ti原子的扩散和溶解机制。     

热处理对锻态2.5%(TiB+TiC)/Ti复合材料组织与性能的影响

研究了热处理条件对锻态2.5%(TiB+TiC)/Ti(体积分数)复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明:固溶时效处理对复合材料的基体组织特征有显著影响,在两相区进行固溶时效处理后,得到等轴和双态组织,随固溶温度的升高,初生α相含量逐渐降低,而β转变组织含量逐渐升高,当固溶温度超过β转变温度时,得到全片层组织。TiB和TiC增强相在热处理过程中较为稳定,形态与分布无明显变化。固溶时效处理后,锻态复合材料的抗拉强度提高而塑性降低,随固溶温度的升高,复合材料的室温抗拉强度和塑性均有明显增加,而650℃下抗拉强度与塑性与室温下表现出相反的规律。复合材料经1050℃/2 h/AC+600℃/6 h/AC处理后综合性能最好,室温抗拉强度为1215.8 MPa,延伸率为3.14%,650℃下抗拉强度为629.9 MPa,延伸率为15.9%。     

放电等离子合成Ti3AlC2-TiB2复合材料的相形成研究

采用放电等离子烧结工艺,以Ti,Al,B4C,TiC为原料制备Ti3AlC2／TiB2复合材料。通过X射线衍射分析了从600℃到1300℃Ti3AlC2／TiB2系统反应过程的相形成规律。用扫描电镜观察了不同温度下试样的显微组织演变。结果表明,在900℃之前,主要的反应是Ti和Al反应生成Ti—Al金属间化合物,900℃之后,Ti—Al金属间化合物与TiC逐渐生成Ti3AlC2和TiB2相,形成致密Ti3AlC2／TiB2复合材料。     

NiAl-31Cr-2.9Mo-0.1Hf-0.05Ho定向共晶合金的高温氧化行为(英文)

采用SEM和XRD等分析手段对NiAl-31Cr-2.9Mo-0.1Hf-0.05Ho定向共晶合金的高温氧化行为进行研究。结果表明,在900~1100°C下合金表面生成连续的Al2O3氧化膜,从而使合金具有良好的抗氧化性能;在1150°C下合金表面的Al2O3氧化膜破裂,氧化增重升高。定向凝固工艺细化合金的组织以及微量稀土元素Ho的加入,均有利于在合金表面形成连续的Al2O3氧化膜。在氧化过程中,表面氧化膜存在着θ-Al2O3→α-Al2O3的相变过程,从而导致1000°C和1050°C氧化增重反常现象的出现。     

放电等离子烧结-非晶晶化法合成Ti7oNb7.8Cu8.4Ni7.2Al6.6复合材料

采用机械合金化制备不含和含2%(体积分数)B4C的钛基非晶合金粉末,随后采用放电等离子烧结-非晶晶化法合成不含／含(TiB+TiC)的Ti7oNb7.8Cu8.4Ni7.2Al6.6超细晶／细晶钛基复合材料;运用X射线衍射分析(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)和万能材料试验机等对制备的钛基非晶粉末和超细晶／细晶钛基复合材料进行表征.结果表明高能球磨80h的钛基粉末中主要为非晶相,B4C颗粒的加入对钛基粉末的玻璃转变温度、晶化温度和晶化焓有显著的影响.另外,不含／含(TiB+TiC)的复合材料的显微硬度分别为5.47和5.33GPa;以50K/min升温到1223K并保温10min获得的Ti70Nb7.8Cu8.4Ni7.2Al6.6块体试样的断裂强度和断裂应变分别为2098MPa和11.5%.     

CeF3对无压熔渗法制备TiC／Ni3Al复合材料的渗入工艺影响

以化学纯镍粉、钛粉、铝粉、石墨粉为原料,采用燃烧合成方法置备了TiC/Ni3Al含孔预制件,用无压熔渗法制备了Ni3Al熔渗TiC/Ni3Al复合材料,研究了CeF3对无压渗透工艺、渗透动力学及TiC/Ni3Al复合材料的微观组织、硬度的影响.采用XRD和SEM分析了复合材料的相组成、微观结构.试验结果表明,无压熔渗法是制备致密的TiC/Ni3Al复合材料的有效方法,添加适量稀土CeF3,可大大缩短渗透时间;在完成渗透获得致密组织的前提下,添加CeF3对TiC/Ni3Al复合材料的硬度无显著影响;渗透后复合材料的组成相为Ni3Al和TiC两相,Ni3Al相和TiC颗粒结合良好;制备的TiC/Ni3Al复合材料的维氏硬度随TiC体积分数的增加而增加,w(CeF3)为0.6%,w(TiC)分别为70%和80%时,复合材料的维氏硬度平均值分别为HV561和HV653.     

(TiB2+Al3Ti)/Al-4.5Cu原位复合材料的相结构与力学性能

采用混合盐反应法制备(TiB2 Al3Ti)/Al-4.5Cu原位复合材料,测试其室温力学性能,并通过OPM、TEM等观察其微观组织.结果表明:增强相TiB2和Al3Ti弥散分布在α-Al中,颗粒的平均尺寸约100～300nm TiB2呈小圆片状,α-Al的(200)晶面与TiB2的(101)晶面存在局部共格关系,并有[011]Al∥[010]TiB2;Al3Ti呈棒状,几乎与α-Al完全共格,并有[121]Al∥[010]Al3Ti.(TiB2 Al3Ti)/Al-4.5Cu原位复合材料强韧化的主要机制为细晶强化和弥散强化.