烧结温度对(Al_3Ti+Al_3Zr)增强铝基复合材料组织和性能的影响

采用粉末冶金原位合成法制备Al_3Ti、Al_3Zr金属间化合物增强铝基复合材料。采用X射线衍射、扫描电镜、光学显微镜、硬度测试和抗拉强度测试,研究烧结温度对复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明,在铝基体中生成了金属间化合物Al_3Ti和Al_3Zr增强相;随烧结温度从700℃上升到900℃,复合材料的硬度(HV)从85.7提高到118.1;经800℃烧结制备的复合材料表现出了较好的抗拉强度(140.71MPa)和屈服强度(40.5MPa)。     

原位Al_3Ti/Al复合材料的冷喷涂制备及组织性能北大核心CSCD

以Al80/Ti20(mass%)混合粉末为原料,采用冷喷涂法在低碳钢上沉积致密的Al/Ti基复合材料,对其在不同温度下(400、450、500、550和600℃)进行热处理,获得原位Al_3Ti金属间化合物颗粒增强Al基复合材料。采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度仪及磨损试验机研究了冷喷涂Al/Ti复合材料热处理前后的微观组织形貌、相结构、硬度及磨粒磨损性能的变化规律。结果表明:冷喷涂Al/Ti复合材料的相结构与喷涂粉末相同,涂层组织致密、颗粒间为机械结合;Al/Ti复合材料在450℃热处理后其局部区域开始通过扩散反应原位形成Al_3Ti金属间化合物,而在600℃热处理后初始Ti颗粒已全部转变为Al_3Ti金属间化合物颗粒,同时,涂层内部颗粒界面间结合显著改善,从而获得原位Al_3Ti/Al复合材料。随着热处理温度升高,原位Al_3Ti/Al复合材料硬度先下降后升高,而其磨粒磨损性能则在550℃热处理后显著增加。     

半固态制备Ti_3SiC_2/Al-4Si复合材料的界面反应对组织及性能影响

以Ti_3SiC_2粉末为增强体,Al-4Si合金作为基体,通过半固态工艺制备了5%(质量分数)Ti_3SiC_2/Al-4Si复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等研究了半固态制备5%(质量分数)Ti_3SiC_2/Al-4Si复合材料的界面反应对其组织及性能的影响。结果表明,在半固态制备过程中Ti_3SiC_2与Al-4Si基体发生界面反应生成了Al_3Ti、TiC、Al_4C_3物相,Al_3Ti及TiC颗粒分布在晶界处;复合材料硬度约为46.8 HV0.3,相比Al-4Si基体合金硬度略微提高;与Al-4Si基体合金相比,界面反应产生的第二相颗粒显著改善复合材料的摩擦学性能,摩擦系数为0.263,磨损量为0.0069 g。     

原位Al_3Ti/Al复合材料的冷喷涂制备及组织性能

以Al80/Ti20(mass%)混合粉末为原料,采用冷喷涂法在低碳钢上沉积致密的Al/Ti基复合材料,对其在不同温度下(400、450、500、550和600℃)进行热处理,获得原位Al_3Ti金属间化合物颗粒增强Al基复合材料。采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度仪及磨损试验机研究了冷喷涂Al/Ti复合材料热处理前后的微观组织形貌、相结构、硬度及磨粒磨损性能的变化规律。结果表明:冷喷涂Al/Ti复合材料的相结构与喷涂粉末相同,涂层组织致密、颗粒间为机械结合;Al/Ti复合材料在450℃热处理后其局部区域开始通过扩散反应原位形成Al_3Ti金属间化合物,而在600℃热处理后初始Ti颗粒已全部转变为Al_3Ti金属间化合物颗粒,同时,涂层内部颗粒界面间结合显著改善,从而获得原位Al_3Ti/Al复合材料。随着热处理温度升高,原位Al_3Ti/Al复合材料硬度先下降后升高,而其磨粒磨损性能则在550℃热处理后显著增加。     

Si含量对铝基复合材料摩擦性能的影响

采用粉末冶金法制备Si颗粒增强铝基复合材料,在不同的载荷条件下进行干摩擦试验,研究增强相Si含量对材料摩擦性能的影响。结果表明,增强相Si的加入有效提高了复合材料的摩擦性能;随着Si含量的增加,摩擦因数和磨损量均先减小后增大,当Si含量达到12%时,其摩擦性能最好。通过SEM和EDX分析铝基复合材料磨损表面,其磨损机制主要为磨粒磨损和氧化磨损。     

Ti_3SiC_2/Al稀释重熔制备铝基复合材料

以Ti_3SiC_2粉、铝粉、铝锭为原材料,采用SPS法制备Ti_3SiC_2/铝基复合材料大块体,然后通过稀释重熔的方式制备了颗粒增强铝基复合材料。通过金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等分析手段,研究了原位生成颗粒增强铝基复合材料组织与性能。结果表明,制备的颗粒增强铝基复合材料物相复杂,除基体铝外,主要的物相还有Al_3Ti、Ti C、Al_4C_3。以Ti_3SiC_2/Al复合材料形式加入的Ti3SiC2分解完全。搅拌铸造的原位颗粒增强铝基复合材料颗粒分布均匀,颗粒与基体铝的结合紧密,力学性能优异,维氏硬度高达HV35.5,比相同工艺下铸造纯铝提高69%。在载荷为50 N下,有较好的自润滑性能,摩擦系数0.31,磨损量0.3×10~(-2)g。复合材料的摩擦机制由典型的粘着磨损,向轻微的磨粒磨损转变。     

原位合成(Al_2O_3+Al_3Ti)_P/Al复合材料的制备研究

通过对Al-TiO_2-SiO_2体系混合粉末固-液原位合成制备出了(Al_2O_3+Al_3Ti)_P/Al复合材料.利用X射线衍射仪、扫描电镜等方法观察分析了其物相和显微组织形貌.结果表明:原位反应制备的(Al_2O_3+Al_3Ti)_P/Al复合材料,金属间化合物增强相Al_3Ti均匀分布于基体,陶瓷相Al_2O_3颗粒非常细小,弥散分布于基体中,使材料的硬度等性能得到提高.     

SiC-Al_3Ti协同增强7075铝基复合材料搅拌工艺优化研究

采用液态搅拌铸造法制备Si C-Al_3Ti协同增强7075铝基复合材料。利用OM、XRD、SEM、直读光谱仪和布氏硬度计,通过正交试验分析了搅拌温度、搅拌速度和搅拌时间等对复合材料中Si C和Al_3Ti分布、收得率及复合材料硬度的影响。结果表明,Si C-Al_3Ti协同增强7075铝基复合材料的最佳搅拌温度为800℃,搅拌速度为450 r/min,搅拌时间为20 min。     

金属间化合物基层状复合材料Ti/Al_3Ti的腐蚀行为

以TC4钛合金箔片和纯Al箔片为原料,采用真空热压烧结工艺制备单相金属间化合物Al_3Ti和金属间化合物基层状复合材料Ti/Al_3Ti。采用动电位极化曲线和交流阻抗谱等测试技术,研究对供货态的TC4、随炉热处理的TC4、单相金属间化合物Al_3Ti、金属间化合物基层状复合材料Ti/Al_3Ti在模拟海水环境下的腐蚀性能,并对腐蚀之后材料表面的形貌及腐蚀产物进行观察和标定,获得单相金属间化合物Al_3Ti和金属间化合物基层状复合材料Ti/Al_3Ti的耐海水腐蚀性能。结果表明:金属间化合物Al_3Ti的耐海水腐蚀性能比层状复合材料Ti/Al_3Ti的腐蚀性能要好,但腐蚀性能都比复合材料单元TC4合金的要差;层状复合材料海水浸泡的腐蚀产物主要分布在界面处,且有局部腐蚀现象出现。     

粉末冶金制备Al_2O_3颗粒增强铜基复合材料的耐蚀性

采用机械合金化和粉末冶金法制备了Al_2O_3颗粒增强铜基复合材料,通过失重法对所制得的复合材料分别在不同的酸腐蚀条件下的腐蚀速率进行了测试,并采用扫描电镜对试样的腐蚀表面进行了观察。结果表明,Al_2O_3/Cu复合材料的腐蚀速率随温度和腐蚀介质浓度的增加而显著增大,充分细化Al_2O_3颗粒和适当延长球磨时间有利于改善其耐蚀性能。     

AZ91D熔体中原位合成TiC颗粒及冲刷腐蚀性能

利用原位合成反应法,在不同温度(740、760和780℃)下对AZ91D镁合金熔体保温40min,制备了TiC/AZ91D镁基复合材料。借助光学显微镜和X射线衍射仪,对TiC/AZ91D镁基复合材料的组织形貌和物相进行观察和分析,并对制备的复合材料在质量分数为3.5%的NaCl溶液+石英砂条件下进行冲刷腐蚀磨损试验。结果表明,在740℃保温40min制备的复合材料主要由α-Mg、β-Mg17Al12和Al3Ti组成。保温温度分别为760℃和780℃时,AZ91D镁合金中均出现了原位合成的TiC颗粒,并且随温度升高,TiC的数量增加。此外,TiC/AZ91D镁基复合材料在3.5%的NaCl溶液+石英砂中的冲刷腐蚀磨损性能随保温温度的升高而增加。经780℃保温40min后的复合材料呈出最好的耐冲刷腐蚀磨损性能,相比于AZ91D镁合金提高了60.5%。     

阴极离子镀TiAlSiN涂层高温摩擦与磨损性能

采用阴极离子镀在H13钢表面制备了TiAlSiN涂层,通过扫描电镜、X射线衍射仪、原子力显微镜分析了涂层表面-界面形貌、物相和三维表面微观形貌。利用EDS面扫描分析了磨痕表面化学元素分布,讨论了高温对涂层摩擦磨损性能的影响。结果表明,TiAlSiN涂层表面主要元素由Ti、Al、Si和N组成,主要物相为(Ti,Al)N,未发现Si3N4相;高温氧化后生成的致密氧化膜Al2O3提高了涂层高温抗氧化性,Si O2降低了涂层表面摩擦因数,结构疏松的Ti O2易导致涂层破裂和剥落;TiAlSiN涂层表面粗糙度高于基体表面粗糙度,磨痕表面Ti和Al元素出现贫集区,表明涂层被磨穿;在700、800和900℃下,涂层表面摩擦因数均在0.3左右,在700℃时磨损机制主要为氧化磨损和粘着磨损,在800℃和900℃时主要为氧化磨损,伴随着少量粘着磨损和磨粒磨损。     

反应热压制备不同SiO_2/C/Al摩尔比原位自生铝基复合材料的耐磨性能（英文）

反应热压法制备不同SiO_2/C/Al摩尔比的原位自生铝基复合材料。采用销-盘式摩擦试验机对这些复合材料进行干滑动摩擦试验。利用扫描电镜和能谱分析研究复合材料表面成分和形貌。结果表明,当SiO_2/C/Al摩尔比为3:6:9时,原位生成更多Al_2O_3、SiC和Si颗粒,在Al-SiO_2-C体系中Al_4C_3相被彻底抑制,因此复合材料的耐磨性能大幅度提高。当滑动速度从0.4 m/s增加到1.6 m/s时,磨损量逐渐减小。当摩擦载荷增加时,磨损量也增加。观察到的犁沟、磨损坑和细微纹沟说明磨料磨损是主要的磨损机制。然而,当采用更高的滑动速度时,只有氧化磨损机制控制复合材料的磨损行为。     

门窗用Mg-TiAl_3合金的性能研究

试验制备了钛镁合金材料,与商用AZ91和AZ31镁合金材料进行了性能对比分析。研究了其抗拉强度、耐腐蚀性能和耐磨性能,并对钛镁合金材料物相组成和显微结构进行了分析。研究表明:钛镁合金材料室温抗拉强度为281.6 MPa,经200 h腐蚀后的抗拉强度为236.5 MPa;腐蚀速率为2.753×10~(-5)g/(cm~2·h);在250 N载荷作用下,磨损速率为0.052 mm~3/m;相组成主要为Mg、Al_3Ti和Mg_(17)Al_(12)。Al_3Ti相和Mg_(17)Al_(12)相的复合作用可以有效提高钛镁合金材料的综合性能。     

原位生成Al_3Zr/Al基复合材料等离子焊接组织及表面腐蚀行为（英文）

以5%Al_3Zr/铝基复合材料(质量分数)为研究对象,以Ar气体为离子气体,Al-Ti-B为丝材进行等离子焊接。用电化学综合测试仪测定了焊接区在3.5%Na Cl溶液中的腐蚀极化曲线。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对复合材料及其焊缝的组织和相组成进行了分析和表征,研究了Al_3Zr/Al基复合材料等离子焊接后在3.5%Na Cl溶液中的腐蚀行为和腐蚀机理。SEM分析结果表明,等离子弧焊接可获得较好的焊缝组织,焊缝组织主要由Al_3Ti相和Al基体组成,Al_3Ti相呈条状和球形。电化学极化曲线表明,材料在熔核处的耐蚀性略低于母材,焊缝处浸泡腐蚀机理为Al_3Ti相和基体相的电极电位不同形成原电池反应。     

激光熔化沉积Ti5Si3/NiTi双相金属间化合物合金耐磨性能

采用激光熔化沉积工艺制备出以块状Ti5Si3过渡金属硅化物为初生相、以Ti5Si3/NiTi共晶为基体的双相金属间化合物耐磨合金,在室温干滑动磨损条件下测试了Ti5Si3/NiTi合金的耐磨性能并讨论了其磨损机制。结果表明,由于Ti5Si3/NiTi合金良好的强韧性配合以及在磨损过程中磨损表面上形成了“无组织特征”的表面高硬度层,对合金有保护作用,合金在室温干滑动磨损条件下具有优异的耐磨性能和很低的载荷敏感性     

热等静压原位生成Al_2O_3颗粒强化Ti_4AlN_3复合材料

利用Al_3Ti/Ti N纳米复合粉体在1280℃/150 MPa/1 h热等静压条件下,制备出Al_2O_3/Ti_4Al N_3复合材料。利用XRD、SEM和TEM研究复合材料的形貌及成分。研究表明,复合材料主要由片层结构的Ti_4Al N_3基体和Al_2O_3颗粒增强相组成。Ti_4Al N_3基体的平均晶粒尺寸为7μm;Al_2O_3颗粒的弥散分布,形状不规则,粒度在1~3μm,体积分数约为27%。Al_2O_3/Ti_4Al N_3复合材料的强化机制为细晶强化和第二相粒子强化。Al_2O_3/Ti_4Al N_3复合材料与单相的Ti_4Al N_3材料相比,显微硬度从2.5GPa提高到6.7 GPa,室温下最大抗压缩强度从450 MPa提高到1 800 MPa,最大压缩应变由4%提高到6.2%。     

原位合成(Ti,V)C/Fe基复合材料

采用粉末冶金与原位合成相结合的方法制备了(Ti,V)C/Fe复合材料,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)研究了该复合材料的物相结构和显微组织,用MM-200磨损试验机对复合材料进行了耐磨性实验.结果表明,复合材料的相组成为(Ti,V)C和a-Fe;合成的硬质相(Ti,V)C颗粒细小,在珠光体基体中均匀分布;在重载干滑动磨损条件下,该复合材料显示了很好的耐磨性能.     

真空烧结制备Ti-Al3Ti叠层复合材料的组织和性能

采用真空热压烧结制备了Ti-Al_3Ti叠层复合材料,利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射(XRD)等研究了其在不同烧结温度和烧结时间下的显微组织及性能。结果表明:665℃烧结制备的Ti-Al_3Ti叠层复合材料组织致密,反应产物仅为Al_3Ti,其界面中存在隧道裂纹和剥层裂纹;710℃烧结制备的Ti-Al_3Ti叠层复合材料中出现了大量孔洞,且孔洞随烧结时间增加难以消除,其界面反应产物初生相为Al_3Ti,随后依次生成Al_2Ti、AlTi、AlTi_3;665℃烧结制备的Ti-Al_3Ti叠层复合材料的压缩力学性能高于710℃烧结制备的,其原因是710℃烧结制备的Ti-Al_3Ti叠层复合材料呈伪软化效应。     

SiC增强汽车缸套用Mg_2Si/Al复合材料的组织与性能研究

研究了不同Si C颗粒添加量的Mg_2Si/Al复合材料的显微组织和耐磨性能,并分析了Si C的增强作用机理。结果表明,未添加Si C的Mg_2Si/Al复合材料中主要物相为Al、Mg_2Si、Si和Al_2Cu相;添加Si C颗粒后,主要物相除了Al、Mg_2Si、Si和Al_2Cu相外,还含有Si C和Mg Al_2O_4相;随着Si C颗粒的添加,Mg_2Si/Al复合材料中初生Mg_2Si相的形态更加规则,平均尺寸有所减小;添加10%Si C的Mg_2Si/Al复合材料的耐磨性能优于未添加Si C的Mg_2Si/Al复合材料和HT200铸铁。