原位TiC颗粒强化的Fe-Cr-Ni基复合材料的拉伸性能

研究了原位TiC颗粒强化的Fe-26Cr-14Ni基复合材料的常温和高温拉伸性能,分析了该复合材料的断裂特征,结果表明,含5％和10％（体积分数,下同）的TiC复合材料的常温和高温综合拉伸性能明显高于基体合金;TiC含量为10％时具有最佳的高温拉伸性能,随着TiC体积分数的提高,复合材料的常温断裂由韧性断裂向脆性断裂转变,该复合材料的高温断口形貌主要呈现出韧性断裂的特征。     

烧结温度对TiC/Cu复合材料组织和性能的影响

本文研究了烧结温度对TiC/Cu复合材料组织和性能的影响,研究结果表明,随着烧结温度的升高,骨架密度增加;渗Cu试样随着骨架密度的增加,硬度增加,而抗弯强度降低,低骨架密度TiC/Cu复合材料的抗弯显微断口有明显的韧窝,呈伪韧性断口形貌.     

TiC/Cu复合材料的研究进展

本文介绍了陶瓷基TiC/Cu复合材料的研究进展,主要叙述了TiC/Cu复合材料的几种制备方法,并概括了TiC/Cu复合材料的基本性能。     

增强体含量对TiC/316L复合材料性能的影响

采用粉末冶金法制备增强体颗粒含量为0%、2%、5%、10%和15%的TiC/316L不锈钢复合材料。利用Zwick Roell Z202拉伸试验机测试复合材料的拉伸性能,利用MM-200型环块磨损试验机测试复合材料在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,研究TiC颗粒含量对复合材料性能的影响。结果表明:随TiC颗粒的引入,复合材料的强度得到提高,但TiC含量过高,TiC颗粒容易在晶界聚集,导致孔隙的产生和界面连接性的恶化,使复合材料的性能下降。当TiC含量为5%时,复合材料的耐磨性能最好;当TiC含量为10%时,复合材料表现出最高的抗拉强度(655.3 MPa)。     

TiC/NbC添加量对铁基复合材料显微组织及力学性能的影响

将不同添加量的TiC/NbC陶瓷颗粒(质量分数分别为50%、33.33%、25%、20%、16.67%)加入到铁基体中,采用放电等离子体烧结(SPS)技术制备了陶瓷颗粒增强铁基复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)以及能谱仪(EDS)对烧结试样的微观组织形貌进行表征,并对其相对密度和力学性能进行测试。结果表明,含16.67%TiC/NbC陶瓷颗粒的烧结试样相对密度最大,达96.78%,且拥有较高的维氏硬度和弯曲强度,分别为300 HV和400 MPa;试样断口表现出明显的脆性断裂特征。SPS快速烧结技术可使TiC/NbC陶瓷颗粒均匀分散在铁基体中,且增强体和铁基体界面结合良好。少量TiC/NbC陶瓷颗粒即可显著细化基体组织,增强铁基复合材料强度和硬度;随着TiC/NbC陶瓷颗粒含量的进一步增加,其对基体组织的细化作用减弱。     

TiC含量对TiCp/M2高速钢复合材料性能的影响

采用高能球磨法制备了TiCp/M2高速钢复合粉末,并利用放电等离子烧结(SPS)技术制备出不同TiC含量的颗粒增强M2粉末冶金高速钢复合材料(TiCp/M2)。测试了粉末粒度分布,观察了粉末形貌及其烧结试样的显微组织,检测了烧结试样的密度、硬度、抗弯强度及摩擦磨损性能,并探讨了复合材料的磨损机理。结果表明:球磨20h后,粉末形态由近似椭球形转变为不规则形状;放电等离子烧结后复合材料的显微组织均匀细小,晶粒平均尺寸小于2μm,M6C型碳化物平均尺寸小于1μm;致密度、抗弯强度随TiC含量的提高而有所降低,硬度在TiC含量为10%时达到最大值59HRC;TiCp/M2试样的磨损量随着TiC含量的增加呈现先下降后上升的趋势,当TiC含量为10%时复合材料具有最佳的耐磨性能,其磨损量约为基体材料的1/3。     

基于高通量的原位制备网状结构TiC增强TC4复合材料的组织与性能

以不同粒度的TC4合金粉末为基体材料,以VC作为碳源,采用高通量热压烧结工艺,原位制备具有不同网状结构尺寸和不同TiC体积分数(分别为2%、4%和6%)的TiC/TC4钛基复合材料,研究TiC含量和TC4粉末粒度对复合材料组织与性能的影响。结果表明,TiC/TC4复合材料中的TiC增强颗粒呈网状分布。与TC4合金相比,TiC/TC4复合材料的组织明显细化。随TiC含量增加,TiC网状结构的厚度增大,材料的抗拉强度与伸长率先升高后下降,TiC含量为2%的复合材料综合性能最优。随TC4粉末粒度减小,TiC/TC4复合材料中的基体组织逐渐细化,基体的连通性提高,材料抗拉强度与伸长率同时提高。采用粒度为40～80μm的TC4合金粉末为原料制备的2%TiC/TC4复合材料,网状结构尺寸小,综合性能最优,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为946 MPa、1058 MPa和18.1%,较TC4合金分别提高29.6%、31.6%和118.1%。     

TiB_2和TiC复合熔敷棒的制备及电火花涂层特性

利用粉末冶金法制备TiB2和TiC复合材料熔敷棒,并通过电火花沉积在点焊镀锌钢板用电极的表面制备TiB2和TiC复合涂层。利用SEM和XRD分析涂层的微观结构和物相,运用点焊实验测试涂层电极的使用寿命。结果表明:复合材料熔敷棒中TiB2和TiC颗粒细小均匀,电火花涂层致密无分层,涂层物相为Cu、TiB2和TiC;Cu从基体扩散到涂层表面,涂层表面Cu含量(原子分数)达到28%,过渡层出现Cu和Ti的梯度分布,涂层与基体间为牢固的冶金结合;复合涂层存在少量裂纹,其显微硬度达到850HV,高于TiB2涂层和TiC涂层硬度;点焊时电极头部的平均磨损率大大降低,电极的点焊寿命比无涂层电极提高4倍。     

加温拉伸条件TiCp—AlNp／Al复合材料组织与力学性能

主要研究了加温拉伸下TiCp—AlNp/Al复合材料组织与力学性能,具体探讨了温度对此复合材料屈服强度的影响,并结合不同温度拉伸断口的形貌来讨论复合材料的断裂机制;基于实验数据和电镜观察,讨论了复合材料塑性与拉伸温度的关系,分析了自生相颗粒TiC和AIN在加温拉伸的过程中强化基体的微观机制。     

锻造对TiC颗粒增强钛基复合材料组织和性能的影响

对原位生成TiC颗粒增强钛基复合材料进行锻造,通过金相显微镜(OPM)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等手段,研究锻造后材料的显微组织及拉伸断口形貌,利用CETR UMT-3多功能微摩擦磨损测试仪测定材料的摩擦磨损行为。结果表明:锻造后钛基复合材料的组织缺陷得到消除,晶粒明显细化,抗拉强度由1 126 MPa提高到1 309 MPa;材料拉伸断口为TiC解理断裂与基体局部延性断裂相结合的混合型断口。随载荷不断增加,TiC粒子首先断裂,裂纹在基体中迅速扩展,导致复合材料失效。在摩擦实验初期,材料的摩擦因数较小且较稳定,而后期摩擦因数变化幅度较大;随时间延长,磨损面上的TiC颗粒发生破碎,失去承载作用,导致磨损量变大;摩擦磨损过程中材料表面Ti发生氧化,形成氧化磨损;锻造后材料的磨损量及摩擦因数都减小。     

压铸TiC/Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg复合材料的拉伸性能

利用熔铸-原位反应和压铸成形技术制备了TiC/Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg复合材料,测试了复合材料的拉伸性能.结果表明:TiC/Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg复合材料的室温极限拉伸强度为354MPa,比基体合金提高26%;260℃时复合材料的极限拉伸强度为272MPa,比基体合金提高46%.复合材料的延伸率与Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg合金相当.讨论了进一步提高熔铸一原位反应TiC/Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg复合材料拉伸强度的途径.     

增强相含量对微波烧结TiC/6061铝基复合材料显微组织和性能的影响

通过微波烧结法制备TiC/6061铝基复合材料,研究增强相含量对铝基复合材料显微组织和性能的影响。结果表明:增强相TiC加入后可在一定程度上抑制基体晶粒长大,且随TiC含量增多,基体组织的熔合程度提高。增强相为块状和少量长条状组织,并证实长条相为TiAl金属间化合物。在本研究条件范围内,当TiC含量为30%(质量分数)时,TiC/6061铝基复合材料的硬度可达195 HV0.1,抗压强度462 MPa,屈服强度241 MPa。     

Mo对TiC/316L不锈钢复合材料组织和性能的影响

为了提高TiC/316L不锈钢复合材料的力学性能,在TiC/316L复合粉末中添加不同质量分数的Mo元素,采用粉末冶金法制备TiC/316L不锈钢复合材料.通过对复合材料的显微组织分析,拉伸、摩擦磨损等力学性能的测试,研究Mo含量对复合材料的组织和性能的影响.结果表明,Mo的添加有利于复合材料的组织均匀化,从而提高复合...     

热爆合成TiC/Ni3Al金属间化合物基复合材料的研究

采用热爆合成技术制备TiC/Ni3Al复合材料,通过DSC,XRD,SEM等分析手段对Ti-C-3Ni-Al体系热爆反应过程及复合材料进行了研究。结果表明:Ni,Al在反应生成Ni3Al的同时引发了Ti和C之间生成TiC的反应,形成了纯净的TiC/Ni3Al复合产物,Ti-C-3Ni-Al体系的反应温度与TiC含量无关。热爆产物的微观组织形貌跟体系成分及热爆温度有关,TiC含量愈高,TiC颗粒粒度愈大,热爆产物中微观孔隙愈少;TiC颗粒的粒度随热爆温度的升高而增大,形状从近球形发育成多边形。热爆产物的致密度随着TiC含量增加及热爆温度的升高均表现出先增加后减小的变化趋势。当TiC含量为35%左右,热爆温度为750℃左右时,产物致密度最高。不同成分复合材料的显微硬度不同,TiC含量增加,复合材料显微硬度显著提高。     

发动机用石墨烯表面镀Cu增强钛基复合材料的制备及力学性能

通过微波烧结法制备石墨烯(GNPs)表面镀Cu增强钛基(Ti6Al4V)复合材料,探讨石墨烯表面镀Cu后对钛基复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明:石墨烯表面成功镀覆一层较均匀分布的Cu颗粒;石墨烯与基体Ti界面反应严重,容易生成粒径为2~5μm的TiC,石墨烯表面镀Cu后,界面反应产生的TiC含量更多,同时生成了Ti_2Cu相;相比于单纯外加石墨烯,石墨烯表面镀Cu后,提高了复合材料的力学性能,其相对密度、显微硬度、抗压强度分别达到95.48%、468 HV_(0.1)、1 406 MPa;室温磨损机制由基体(Ti6Al4V)的磨粒磨损转变为GNPs-Cu/Ti6Al4V复合材料的黏着磨损。     

TiC粒子增强钛基复合材料的显微组织与性能研究

探讨了添加粒子的形态对熔铸法制备的TiC粒子增强钛基复合材料力学性能与显微组织的影响。研究采用的TiC粒子增强的钛基复合材料是用预处理熔炼法 (PTMP)工艺制备的。将二次真空自耗电弧熔炼的铸锭用常规方法锻造成Φ13mm左右的棒材 ,在其上切取拉伸试样和蠕变试样 ,在 80 0～ 10 5 0℃温度范围内热处理 1h ,空冷。测试复合材料的室温和高温拉伸以及蠕变性能。研究结果表明 ,TiC粒子在基体分布均匀 ,添加尺寸为 5 μm以下的球形或近似球形TiC粒子时 ,粒子增强的钛基复合材料的综合性能优异 ,具有良好的热强性与室温塑性匹配 ,直至 65 0℃ ,复合材料仍具有良好的综合机械性能     

反应热压制备FeAl/TiC复合材料

采用混合粉热压工艺制备了FcAl/TiC复合材料。研究了TiC含量、粘结相成分以及反应热压工艺对致密化过程和力学性能的影响。研究结果表明:复合材料的密度随TiC含量增加而减小;硬度和抗弯强度随TiC体积分数增加而出现峰值,增加Al含量有利于致密化,但因引入过多的氧化夹杂和热空位会导致力学性能降低;热压温度和压力等工艺参数也对材料的性能有影响。     

C/C-SiC-Cu5Si复合材料的显微形貌及形成过程

以全网胎针刺整体毡为预制体,采用化学气相渗透法增密制备C/C多孔坯体。采用反应熔体渗透法,将Si粉,Ti粉和Cu粉均匀混合,在1 400~1 700℃下制备C/C-SiC-Cu5Si复合材料。利用X射线衍射分析该复合材料的物相组成,用扫描电镜分析其显微形貌。结果表明:C/C-SiC-Cu5Si复合材料由炭纤维,热解炭,β-SiC,TiC和Cu5Si相组成;生成的TiC相主要分布在热解炭周围,Cu5Si分布在TiC周围,而β-SiC弥散分布在Cu5Si基体中;TiC晶粒的形成是Ti原子向C原子扩散的结果,其长大受Ti原子扩散控制。     

NiAl/TiC改性C/C复合材料的微观结构及力学性能

采用熔渗法对C/C多孔坯体进行预熔渗Ti处理,再用NiAl对预熔渗Ti后的C/C多孔坯体进行金属基体改性,制备出NiAl/TiC金属陶瓷改性C/C复合材料,并初步探讨C/C复合材料中NiAl/TiC金属陶瓷复合结构的形成机理及其对改善复合材料力学性能的作用机理。研究结果表明:预熔渗Ti后,Ti与基体炭反应生成TiC。由于NiAl与TiC润湿性好,生成的TiC可有效改善NiAl在C/C多孔坯体中的熔渗深度。NiAl在C/C多孔坯体中的熔渗深度为3~5 mm,同时,NiAl金属相与TiC陶瓷相在材料中呈镶嵌结构复合生长且分布无规则。经NiAl/TiC金属陶瓷熔渗后,复合材料的密度达到2.39 g/cm3,开孔率为13.44%,抗压强度为85.3 MPa,抗弯强度为67.2 MPa。     

TiC颗粒增强铜基复合材料的研究

以电解铜粉和TiC粉为原料, 采用粉末冶金法制备了增强体质量分数为5%、10%、15%、20%的TiC颗粒增强铜基复合材料。通过对显微组织的观察和对相对密度、硬度、电导率、磨损率、摩擦系数的测试, 研究了增强相质量分数、烧结温度对复合材料组织性能的影响。研究结果表明, TiC颗粒除少量团聚外均匀分布在基体上, 并与基体结合良好; 随烧结温度升高, 铜基复合材料的密度和硬度均有所增加; 随增强相质量分数的增加, 硬度增加, 相对密度和电导率均有所下降; 磨损率则表现为先降低后有所增加的趋势, 磨损率在TiC质量分数为15%时最低; 铜基复合材料的摩擦系数明显低于纯铜, 其磨损机制主要以磨粒磨损为主。