TiCP/W及ZrCP/W复合材料的组织结构与性能

设计并采用热压烧结的方法成功制备了TiCp/W和ZrCp/W两个系列碳化物颗粒增强钨基新型复合材料,并对其组织结构、室温力学性能及高温力学性能进行了系统研究.结果表明,复合材料体系的组元间有很好的热力学相容性和化学相容性;在异相界面处发生了W原子向TiC和ZrC晶格的扩散,分别形成了(Ti,W)C和(Zr,W)C固溶体,促进了两相界面结合和复合材料的致密化.碳化物颗粒的加入强烈阻碍了W晶粒的长大,并显著提高了复合材料的室温和高温力学性能.复合材料的抗弯强度和抗拉强度均随着试验温度的升高先增大后减小,在800～1400℃时出现峰值,而抗压强度则随着温度的升高而单调下降.室温强化机制是细晶强化和第二相弥散强化,高温强化机理有:位错强化、细晶强化、界面强化及碳化物颗粒的弥散强化.     

Erosive Wear and Wear Mechanism of in situ TiCp/Fe Composites

1.IntroductionMetal-based composite is a kind of environmental ma-terial that can be reused.It combines the beneficialproperties of the metal matrix,such as ductility,goodthermal and electrical conductivity and high toughness,with those of the reforcement phase[1~3].The latter isusually a ceramic,serving to increase the elastic modu-lus,shear strength and hot strength,fatigue and wearresistance.Its development has been widely studied[4~8].Wear of metal materials causes a tremendous loss of ec…     

原位自生Al-4Cu-0.8Mg/TiCp复合材料半固态挤压的组织与力学性能

本文对自生Al-4Cu-0.8Mg/TiCp复合材料采用T4和T6两种热处理制度,测试了该材料的σ_b、α_s、E和δo。通过SEM观察和分析了半固态挤压原位自生Al-4Cu-0.8Mg/TiCp复合材料的显微组织和断口形貌。结果表明:在T6状态下ω(TiCp)为15％的复合材料的σ_b、σ_s、E分别达到540MPa、430MPa、92GPa,δ为3.2%,断裂形式为韧性断裂,由此可以认为自生TiCp/2024复合材料具有优良的综合力学性能。     

Microstructures and Mechanical Properties of TiC_P/Al-4.5Cu-0.8Mg Composites by Direct Reaction Synthesis

Direct reaction synthesis (DRS), based on the principle of self-propagating high-temperature synthesis (SHS), is anew method for preparing particulate metal matrix composites. TiCp/Al-4.5Cu-0.8Mg composites were fabricatedby DRS. Particulate composites were fabricated with Ti carbide (TiC) particles, generally less than 1.0 μm. Thereacted, thermal extruded samples exhibit a homogeneous distribution of fine TiC particles in Al-4.5Cu-0.8Mg matrix.Mechanical property evaluation of the composites has revealed a very high tensile strength relative to the matrixalloy.Fractographic analysis indicates ductile failure.     

超声对直接激光沉积钛基复材中未熔TiC聚集现象的影响

目的 改善直接激光沉积TiCp增强TC4复合材料中未熔TiC(Unmelted TiC,UMT)的聚集情况,提高钛基复合材料的力学性能。方法 利用定点超声辅助直接激光沉积工艺制备了20%、30%(质量分数)TiCp/TC4复合材料,通过金相显微镜观察UMT的分布情况,采用X射线衍射仪分析物相组成、衍射峰强度与半峰宽变化。通过扫描电子显微镜(SEM)进一步分析样件的微观组织,并使用SEM配备的能谱仪模块对元素分布情况和元素含量进行分析,同时观察拉伸样件的断口微观形貌和初生TiC情况。分别采用显微硬度仪和微机控制电子万能试验机测试样件的显微硬度与拉伸性能。结果 超声产生的声流、空化和机械效应不断搅拌熔池,增大了熔池的润湿性,初生TiC熔化/溶解更加充分,改善了UMT在熔覆层边缘的聚集情况。在超声能场辅助作用下,20%、30%(质量分数)TiCp/TC4复合材料的平均显微硬度分别提升了8.4%和12.7%,极限拉伸性能分别提升了8.0%和15.0%。结论 定点超声高频振动可以有效改善UMT聚集现象,使TiCp在TC4基体中分布得更加均匀,增强了熔覆层间结合强度,最终使沉积件力学性能得到提升。     

原位合成TiCp颗粒增强铸铁材料的研究

研究了原位合成TiC颗粒增强HT200基铸铁复合材料的工艺、组织和性能,结果表明,在空气中以SHS方法于熔体中合成TiC的制备工艺方法可行性不高,而以Ti-Fe合金形成在熔体中原位合成法可行,原位合成的TiC颗粒细化了材料的组织,减小了珠光体片层间距和石墨长度,改变了石墨形态,从而使材料的强度和硬度大幅提高,磨损试验结果亦显示,TiC颗粒的加入明显地提高了材料的耐磨损性能。     

淬火工艺对原位TiCp/Fe复合材料组织和性能的影响

研究了淬火工艺对原位TiCp/Fe复合材料组织和性能的影响,结果表明:原位自生TiCp/Fe材料经淬火处理后,不仅主要基体组织由片状珠光体转变为针状马氏体,而且析出细小的TiC颗粒;从而使得原位自生TiCp/Fe材料硬度大幅度提高,冲击韧性略有下降。     

Sn对TiCp／Fe复合材料组织与性能影响的研究

采用原位自生合成法制备了TiCp/Fe复合材料。借助光学显微镜及扫描电镜等,研究了Sn对TiCp/Fe复合材料组织和性能的影响。结果表明,随Sn含量增加,组织中片状石墨有害相得到有效抑制,且TiCp/Fe复合材料硬度、抗拉强度和冲击韧性也得到明显提高。分析得出制备TiCp/Fe复合材料的最佳Sn成分为0.1%~0.15%。     

原位反应TiC_p／Fe、VC_p／Fe复合材料的油润滑摩擦及干摩擦磨损性能研究

对复合材料TiCp／Fe、VCp／Fe的油润滑摩擦磨损性能及干摩擦磨损性能进行了研究,对比在不同条件下复合材料的耐磨性,以及在工况相同的条件下,对比原位反应铁基复合材料与正火45钢的耐磨性。实验结果表明,在有润滑的条件下,由于VC陶瓷颗粒、TiC陶瓷颗粒对复合材料基体的增强作用,复合材料的耐磨性远大于正火45钢的耐磨性,而VCp／Fe复合材料的耐磨性比TiCp／Fe复合材料的耐磨性更好。在无润滑条件下,铁基复合材料的耐磨性也比正火45钢的耐磨性大得多。在载荷较大的条件下,TiCp／Fe复合材料的耐磨性比VCp／Fe复合材料的耐磨性更好。     

基体组织对原位TiC_P/Fe复合材料的性能影响

经不同热处理工艺改变铸态原位TICp/Fe复合材料的基体组织并观察其TiC增强颗粒形态的变化,测试其性能。测试结果表明:TiC增强颗粒在加热处理过程中没有发生形态变化;退火处理可消除铸造缺陷,提高复合材料的韧性;淬火+低温回火处理可使复合材料的硬度提高,而韧性没有明显的下降;300℃等温淬火处理可使复合材料不但硬度较高,而且韧性提高的幅度较大。