非连续TiB+TiC颗粒增强钛基复合材料的剧烈塑性变形行为

针对TiB+TiC陶瓷颗粒增强钛合金提出一种新的强塑性变形方法,即将等径弯曲通道变形应用到非连续增强钛基复合材料中。本文采用通道夹角Φ=120°成功地实现了(TiB+TiC)/Ti6Al4V钛基复合材料1~4道次B_c路径的ECAP变形,研究了剧烈塑性变形对微观组织演化和力学性能的影响。结果表明,剧烈塑性变形可以实现TiB纤维和TiC颗粒的细化,以及基体晶粒的细化;随着挤压次数的增加,基体中偏聚的TiB细长纤维和TiC大颗粒也随着挤压道次的增加也逐渐趋于均匀化,力学性能也得到了提高,抗拉强度能够提高至1205MPa,延伸率与挤压1道次相比也得到了明显提高。     

原位合成TiC和TiB增强钛基复合材料的微观结构与力学性能

利用钛与Ｂ４Ｃ之间的自蔓延高温合成反应经普通的熔钐工艺原位合成制备了ＴｉＣ、ＴｉＢ增强的钛基复合材料。光学金相、ＥＰＭＡ、ＴＥＭ和Ｘ射线衍射的研究结果表明：存在匠两种不同形状的增强体,即短纤维状ＴｉＢ晶须和等轴、近似等轴状ＴｉＣ粒子。ＴｉＢ、Ｔｉ基体界面洁净,没有明显的界面反应,而ＴｉＣ、Ｔｉ基体界面有非化学配比的ＴｉＣ过度层存在。由于增强体承受载荷,基体合金晶粒细化以及高密度位错的存在,制备钛基     

原位合成不同基体组织7715D钛基复合材料的高温力学性能

利用真空电弧熔炼技术,通过热加工原位合成了以TiB纤维和La_2O_3颗粒为增强体的7715D钛基复合材料,然后分别在β相区与(α+β)相区退火,获得层片和等轴两种基体组织;并对不同组织复合材料进行了高温拉伸试验、蠕变试验和不同温度下的热暴露试验。结果表明:与等轴组织相比,层片组织显著提高了复合材料的高温抗拉强度及蠕变性能,能有效阻止增强体断裂后微裂纹的扩展;在600℃下热暴露时,复合材料的热稳定性最差,主要由在等轴组织初生α相中和层片组织的α片边界处析出颗粒状脆性相所致,其对复合材料室温塑性均有不利影响。     

Inconel690合金的高温拉伸变形行为

采用Gleeble-3800型热模拟试验机,研究了Incone1690镍基合金在1000-1250℃、应变速率为0．1～10s1条件下的高温拉伸变形行为,获得了流变应力和断裂特征随变形温度和应变速率的变化规律。结果表明：该合金在高温拉伸变形中的流变应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大,1100-1250℃...     

TiB+La_2O_3/Ti基复合材料拉伸断裂的原位表征及其机理研究

以不同体积分数的Ti B+La_2O_3原位增强钛基复合材料为研究对象,在室温下对该材料进行SEM原位拉伸实验,通过对裂纹尖端的组织变化以及裂纹扩展路径的原位观察,分别研究了增强体对材料拉伸强度和拉伸断裂行为的影响。结果表明:增加增强体的体积分数可以提高增强体的承载作用并细化基体晶粒,从而提高颗粒增强Ti基复合材料的强度。材料的断裂行为表现为增强体断裂后微裂纹的萌生、扩展及其和滑移带的汇合。高含量的增强体可增加微裂纹的数量,使得其在萌生、扩展后更易与邻近微裂纹或滑移带相贯通,加快宏观裂纹的形成,从而导致了材料塑性的下降。     

颗粒增强钛基复合材料等温热变形与组织演化规律

目的突破难变形颗粒增强钛基复合材料热加工关键技术,以满足航空航天、武器装备等领域对轻量化耐高温钛基复合材料的战略需求。方法采用等温热变形技术研究颗粒增强钛基复合材料(TiB+La_2O_3/Ti)的热变形行为及微观组织演化规律,在变形温度为850~1100℃、应变速率为0.001~1 s~(-1)的条件下,建立该复合材料的本构方程及热加工图,结合微观组织演化规律分析,确定该复合材料等温热变形最佳加工工艺范围。结果增强体的加入,使钛基复合材料的流变应力和变形激活能提高,缩小了有效加工区间;材料热加工图中存在2个功率耗散率峰值区域,分别位于α+β两相区(900~950℃,0.003~0.1 s~(-1))和β单相区(1075~1100℃,0.3~1 s~(-1));在两相区易于发生连续动态再结晶,而单相区则对应于β晶粒的"项链"再结晶和片状α相的动态回复。结论该难变形复合材料等温热变形的最佳工艺范围为温度900~950℃、应变速率为0.003~0.1 s~(-1)。     

热氢处理对(TiB,TiC)/Ti-6Al-4V复合材料显微组织和力学性能的影响

对原位反应制备的(TiB,TiC)/Ti-6Al-4V复合材料进行热氢处理,研究了不同状态下复合材料的显微组织和力学性能。结果表明:置氢处理降低了复合材料的相变温度,提高了β相的含量;氢含量为0和0.15%的复合材料热锻后获得α和β相,氢含量为0.6%的复合材料获得α′′马氏体和β相;除氢处理提高了复合材料在室温和400℃下的屈服强度和抗拉强度。     

增材制造TiB/Ti复合材料网状组织形成与力学性能EICSCD

采用快速凝固技术将TiB直接植入基体钛合金,形成一种新型超细网状结构钛基复合材料(titanium matrix composites,TMCs)粉体,并采用激光增材制造技术,制备出一种等轴网状和柱状网状组织交替分布的新型钛基复合材料,系统分析和讨论增材制造TMCs超常凝固网状组织形成机制与力学特性。研究发现:增材制造TiB/Ti复合材料网状组织(约9μm)主要由原位自生纳米TiB晶须组成,呈现B27和Bf两种晶体结构;B元素的直接引入,易于在凝固界面形成成分过冷,不仅促使交替形成等轴网状组织和柱状网状结构,也同步细化基体晶粒尺寸,实现基体合金片层α相的等轴化。经原位力学观察分析发现,增材制造形成的原位自生纳米TiB网状组织结构,不仅能够抑制裂纹偏转并钝化裂纹,还将大量滑移迹线聚集于网络结构内部,并在晶界诱发高密度位错,限制材料的塑性变形,大幅度提高了复合材料的强度,增材制造TiB/Ti复合材料抗拉强度提高42%,伸长率保持在约10%。     

颗粒增强钛基复合材料大塑性变形组织演变与性能研究

本研究采用大塑性变形实现了难变形微纳米颗粒(TiB+La₂O₃)复合增强Ti-6Al-4V钛合金等通道挤压变形(ECAP),深入研究了大塑性变形温度对复合材料组织演变的影响规律和超细晶形成机制。结果表明,材料经ECAP大变形后易于在基体形成超细晶,变形温度对超细晶形成机制有显著影响。变形温度较低时,易于在基体产生位错塞积和位错缠结；变形温度较高时,发生动态再结晶实现细晶强化,经800 ℃变形后抗拉强度可达1128 MPa,相比未加工时提升了18%。且增强体在界面微区诱发连续动态再结晶,实现晶粒的进一步细化。变形后TiB增强体平均长径比随变形温度的增加而减小,使得增强体与基体极易发生脱粘,无法有效承载,最终造成变形温度对强度影响并不明显；且增强体的脱粘,在基体中形成的孔洞易引发应力集中,造成裂纹萌生,降低材料塑性。     

中子衍射测量残余应力研究进展

中子衍射技术是一种测量材料或工程部件内部的三维应力状态的方法。综述了近年来中子衍射在宏观部件焊接、热加工与热处理过程中残余应力测量的应用,在探究材料微观变形机理方面的应用,在金属基复合材料与多相合金中各相微观应变测量的应用,以及与其他残余应力测量技术对比等方面的研究情况,并展望了中子衍射测量技术的应用前景。