3D网状结构TiBw/Ti60复合材料高温力学性能

利用反应热压技术制备了3D网状结构Ti Bw/Ti60复合材料,对复合材料在600~750℃范围内的高温力学性能进行了测试。结果表明,与Ti60合金相比,3D网状结构Ti Bw的原位形成显著提高了复合材料高温强度。在600、650、700和750℃,5.1%(体积分数)Ti Bw/Ti60复合材料的抗拉强度相比Ti60合金分别提高了42.5%、39.9%、35%和13.2%,而延伸率在各温度下均低于基体合金。网状结构复合材料断裂时形成的主裂纹沿网状界面处扩展,且断裂机制随实验温度增加而改变。     

(TiB_2-TiC)/Al复合材料的蠕变行为研究

以活塞用铝硅合金为基体,采用原位生成法制备了3种铝基复合材料(0.1wt%TiB_2、0.03wt%TiC和(0.1wt%TiB_2+0.03wt%TiC)),测试了这3种材料在350℃、25～32 MPa载荷下的蠕变性能,观察了损伤部位的显微组织。结果表明,这3种复合材料的蠕变速率均随着载荷的增加而增大。其中,0.03wt%TiC/Al和0.1wt%TiB_2/Al复合材料的抗蠕变性能优于(0.1wt%TiB_2+0.03wt%TiC)/Al复合材料,且这两种材料的蠕变断裂形式均为准解理和部分韧窝的混合型断裂;在Ti B_2和Ti C共同作用时,α-Al晶粒细化明显,晶界比表面积增大,晶界滑移显著,(0.1wt%TiB_2+0.03wt%TiC)/Al复合材料的蠕变塑性和蠕变抗力均下降,蠕变断裂机理为沿晶断裂。     

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%。     

微米级SiC颗粒增强铝基复合材料的强化机制

为了研究微米级碳化硅颗粒(SiCp)尺寸和含量对中体积分数SiCp增强铝基复合材料强化机制的影响,用粉末冶金工艺制备SiCp体积分数为30%~40%,颗粒尺寸为3~40μm的SiCp/2024Al复合材料,利用TEM,万能材料试验机等对材料微观结构和拉伸性能进行了研究。结果表明,复合材料的抗拉强度和硬度均随着SiC颗粒尺寸的增大而减小,随体积分数的增加而增大。复合材料的强化是由多种强化机制协同作用的结果,SiC颗粒尺寸主要通过位错强化和细晶强化显著影响对复合材料的强化效果。     

(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。     

热处理对喷射沉积TiC_p/ZA35合金复合材料阻尼性能的影响

研究了热处理工艺对喷射沉积原位反应TiC_p/ZA35合金复合材料组织和阻尼性能的影响。结果表明:TiC_p/ZA35合金复合材料晶粒细小,Ti C颗粒呈均匀近球形,多沿晶界分布,未发现聚集。Ti C颗粒和ZA35合金基体界面处的位错密度较高。TiC_p/ZA35合金复合材料的内耗随测试温度上升而增加,随测试频率增加而减小。在测试频率为1 Hz,温度为160℃,内耗达到0.105。经350℃×4 h+150℃×6 h热处理后,阻尼较未热处理增加16.2%。热处理后材料阻尼增加归因于位错内耗和增强相Ti C/ZA35合金基体界面内耗。     

烧结温度对粉末冶金制备(Mg3Sb2+AlSb)/Mg复合材料性能的影响

使用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等研究了不同烧结温度对原位合成(Mg_3Sb_2+AlSb)/Mg复合材料的物相和形貌的影响;利用显微硬度计、CTM万能试验机和CS350电化学工作站等测试了复合材料的硬度、拉伸力学性能和耐腐蚀性能。结果表明:在不同烧结温度下,均可制备出(Mg_3Sb_2+AlSb)/Mg复合材料;复合材料的显微硬度和抗拉强度随着烧结温度的升高先增大后减小,烧结温度为750℃时,其显微硬度71 HV、抗拉强度108 MPa均达到最大值;烧结温度为700℃时,(Mg_3Sb_2+AlSb)/Mg复合材料的自腐蚀电位为-1.38 V,耐腐蚀性能最佳。     

热处理对铸造TiB+La_2O_3增强钛基复合材料微观组织和拉伸性能的影响

利用Ti与La B6之间的化学反应经普通的熔铸工艺原位合成了Ti B和La2O3增强的钛基复合材料,而后复合材料浇铸成20 mm的棒材。研究了α+β和β热处理对复合材料的组织和拉伸性能的影响,利用光学显微镜和扫描电镜研究热处理后材料的微观组织和拉伸试样断面上增强体的增强机制。结果表明,α+β热处理后复合材料为α+β片层与少量近等轴α的混合组织,β热处理后复合材料为网篮组织。β热处理后复合材料的室温抗拉强度为1190 MPa,比α+β热处理的提高了31 MPa;β热处理后复合材料在600℃的抗拉强度为793 MPa,比α+β热处理的提高了48 MPa。复合材料在室温和600℃的断裂机制为Ti B纤维的承载断裂,在650℃和700℃的断裂机制为Ti B纤维的承载断裂和少量脱粘。     

原位亚微米MgAl_2O_(4(P))/Al-Mg-Si复合材料的组织及拉伸性能研究

采用半固态机械搅拌结合高速剪切工艺,以亚微米SiO_2颗粒与熔体原位反应制备了不同MgAl_2O_4体积分数(0.5%、1%、2%、3%)的亚微米MgAl_2O_4(P)/Al-Mg-Si复合材料,分析了该复合材料的显微组织及相组成,并研究了MgAl_2O_4体积分数对该复合材料显微组织及拉伸性能的影响。结果表明:亚微米SiO_2颗粒与基体合金原位反应生成粒径相似的亚微米MgAl_2O_4颗粒,基体则由α-Al、Mg_2Si及Si相组成。MgAl_2O_4颗粒对α-Al晶粒具有细化作用。随MgAl_2O_4体积分数的增加,该复合材料的抗拉强度提高,伸长率降低,断裂方式由基体脆韧混合断裂转化为基体脆韧混合断裂与增强颗粒团聚脆断相结合。     

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。     

含微纳B_4C/Ti颗粒铜基复合材料的微观组织与力学性能（英文）

采用高能球磨(HEBM)和放电等离子烧结(SPS)工艺成功制备出微纳B_4C/Ti颗粒增强铜基复合材料(CTBCs),通过X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)以及能谱(EDS)等测试手段对其微观组织形貌进行表征,并测定了烧结态试样的致密度和力学性能。结果表明,(B_4C+Ti)颗粒在基体中均匀分布,增强体与铜基体界面结合良好,且其结合形式为冶金结合和机械结合并存。复合材料的显微硬度、拉伸屈服强度、抗拉强度和延伸率等力学性能相较于纯铜试样得到显著提高,这主要归因于载荷传递、细化晶粒与热错配等强化机制。复合材料的拉伸断口表现出明显的韧性断裂特征。     

粉末冶金结合多向锻造制备TiC_p/Mg复合材料的组织和性能研究

以TiC粉末和Mg粉为原料,经粉末冶金和多向锻造工艺制备TiC_p/Mg基复合材料。探讨了多向锻造、退火温度对TiC_p/Mg基复合材料组织的影响。采用室温拉伸试验分析多向锻造、退火温度和加入不同质量分数的TiC颗粒对TiC_p/Mg基复合材料力学性能的影响。结果表明,锻前材料组织相对疏松,TiC颗粒分布不均匀、出现团聚现象,而锻后材料组织致密,TiC颗粒团聚现象明显改善,退火后的复合材料中孔隙进一步愈合。多向锻造和退火对复合材料抗拉强度都有不同程度提高;随着TiC质量分数的增加,TiC_p/Mg基复合材料的抗拉强度增加。     

微米级SiC颗粒对铝基复合材料拉伸性能与强化机制的影响

为了研究微米级碳化硅颗粒(SiCp)尺寸对中体积分数SiCp增强铝基复合材料的拉伸性能与强化机制的影响,用粉末冶金工艺制备体积分数为30%的SiCp/2024Al复合材料,利用OM,SEM,万能材料试验机等对材料微观结构和拉伸性能进行了研究。结果表明,复合材料的拉伸强度随着SiCp尺寸的减小而增大。当SiCp尺寸为3μm时,复合材料的断裂主要以界面处的基体合金撕裂为主;当SiCp尺寸为25μm和40μm时,复合材料的断裂以SiCp解理断裂为主;当SiCp尺寸为8μm和15μm时,复合材料的断裂方式是以界面处的基体合金撕裂和SiCp的断裂共同作用。3μm SiCp增强复合材料相对密度不高、SiCp分布不均匀但其拉伸强度最大,主要原因为受力时小SiCp极少断裂和小颗粒效应导致基体的显微组织强化。     

粉末注射成形SiCp/Cu复合材料的显微组织和力学性能

采用粉末注射成形技术制备了SiCp体积含量分别为5％、10％和15％的SiCp/Cu复合材料,对该复合材料的显微组织、显微硬度和抗拉强度进行了检测,观察了拉伸断口的形貌,对拉伸断口进行了能谱分析.结果表明:SiC颗粒较均匀地分布在Cu基体中;随着SiCp含量的增加,该复合材料的硬度增大,而抗拉强度先增大后减小;该复合材料拉伸断裂的裂纹源主要为SiC颗粒附近Cu基体的开裂、SiC颗粒与Cu基体界面的脱粘两种情况;在氢气气氛条件下烧结得到的该复合材料中不含O元素.     

含微纳B4C/Ti颗粒铜基复合材料的微观组织与力学性能

采用高能球磨(HEBM)和放电等离子烧结(SPS)工艺成功制备出微纳B₄C/Ti颗粒增强铜基复合材料(CTBCs),通过X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)以及能谱(EDS)等测试手段对其微观组织形貌进行表征。结果表明,(B₄C+Ti)颗粒在基体中均匀分布,增强体与铜基体界面结合良好,且其结合形式为冶金结合和机械结合并存。采用阿基米德排水法测定出烧结态试样的致密度。复合材料的显微硬度、拉伸屈服强度、抗拉强度和延伸率等力学性能相较于纯铜试样得到显著提高,这主要归因于载荷传递、细化晶粒与热错配等强化机制。复合材料的拉伸断口表现出明显的韧性断裂特征。     

纳米B_4C_P/2009Al复合材料固溶时效行为与力学性能

采用粉末冶金+热挤压法制备了纳米B_4C_P(n-B_4C_P)体积分数分别为2%,4%,6%的n-B_4C_P/2009Al复合材料,运用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和维氏硬度测量仪等仪器研究了n-B_4C_P体积分数对n-B_4C_P/2009Al复合材料的微观组织、固溶时效行为及力学性能的影响。结果表明:复合材料经热挤压后组织致密均匀,n-B_4C_P体积分数的增加没有明显增加复合材料孔隙率;复合材料经495℃固溶1 h处理后,仅存在少量析出相(Al_2Cu)残留基体中;经固溶淬火+175℃人工时效14 h后,n-B_4C_P体积分数为2%,4%,6%的n-B_4C_P/2009Al复合材料同时达到峰值硬度,比基体合金提前了2 h;利用TEM观察时效后的微观组织表明,n-B_4C_P的加入抑制了基体中析出相(Al_2Cu)的长大,大量细小析出相的存在使复合材料达到峰时效的时间提前;经最佳热处理工艺处理后,随着n-B_4C_P体积分数的增加,复合材料的抗拉强度先上升后下降,屈服强度始终呈上升趋势。高体积分数的n-B_4C_P有效地起到钉扎位错的作用,但是高体积分数n-B_4C_P产生的颗粒团聚现象导致复合材料在拉伸时提早开裂。     

Ti150与TC19异种钛合金钎焊工艺与接头性能研究

高温钛合金Ti150是能在600℃环境下长期服役的新型高温钛合金,TC19钛合金是一种富β的α+β两相钛合金,具有高强度、高韧性的特点。采用Ti-21Cu-13Zr-9Ni(wt.%)非晶合金箔带作为钎料,进行了Ti150高温钛合金与TC19钛合金的真空钎焊连接工艺研究。通过扫描电镜分析接头组织,利用万能试验机测试接头室温和高温拉伸强度。结果表明:在930℃/35 min钎焊条件下,接头室温抗拉强度955.3 MPa,500℃高温抗拉强度达到540.0 MPa,550℃高温抗拉强度达到505.6 MPa,接头室温拉伸试样断裂于焊缝,断口总体为脆性断裂,接头高温500℃、550℃拉伸试样均断于Ti150基体上或近Ti150端面上,Ti150基体端断口有明显的延伸塑性变形。     

Al和Ti含量对Fe基高温合金强度的影响

以两种典型时效强化型Fe基高温合金为研究对象,研究了Al、Ti以及(Al+Ti)的含量对Fe基高温合金拉伸强度的影响。结果表明,当Ti含量达到一定数值后,提高(Al+Ti)数值,该合金具有高的抗拉强度。其中,Ti含量为2.60%左右时,(Al+Ti)含量由2.73%提高至2.96%,GH2038合金的室温抗拉强度由551MPa提升至853 MPa;Ti含量接近3.00%时,(Al+Ti)含量超过3.37%,GH2696合金的高温抗拉强度可达600 MPa以上,最高可达660 MPa。     

(TiB2+Al3Ti)/Al-4.5Cu原位复合材料的高温耐磨性能

本文采用混合盐法制备了(TiB2 Al3Ti)/Al4.5Cu原位复合材料,研究了该复合材料在150℃下的干摩擦滑动磨损行为,并与基体合金进行对比.结果表明,载荷在10～20 N之间时,(TiB2 Al3Ti)/Al-4.5Cu原位复合材料的磨损量低于基体合金,但并不明显;随载荷的增加(特别是当载荷超过30 N之后),复合材料的磨损量仍低于基体合金,且复合材料的磨损量增大的速度小于基体合金磨损量的增长速度.(TiB3 Al3Ti)/Al-4.5 Cu原位复合材料同45钢对磨时的主要磨损机制为粘着磨损和磨粒磨损.随着原位反应体系中混合盐含量的增加,复合材料的耐磨性能提高,并逐渐由粘着磨损向磨粒磨损过渡.     

冷轧压下量对时效6156铝合金组织与性能的影响

采用拉伸试验、金相观察、X射线衍射、扫描电镜及透射电镜等,研究了180 ℃/1 h欠时效+50~80%压下量冷轧+100 ℃/48 h再时效的6156铝合金组织和力学性能。拉伸测试表明,合金抗拉强度、屈服强度和断裂延伸率分别为515~564 MPa、472~551 MPa和5.7~11.1%,获得高强度和良好塑性。微观分析表明,合金强度源于形变强化和析出强化共同作用,并随压下量增加而增大;合金塑性改善源于位错密度下降和析出强化增强;拉伸断口上沿晶与穿晶断裂并存,增大压下量,韧窝变浅、数量增加。