Study on SCS-6/Ti-6A1-4V Composite

COMPARED WITH traditional titanium alloys,titanium matrix composites exhibit much improvedmechanical properties,in terms of specific strengthsand stiffness at ambient and elevated temperatures.From1970's on,much attention has been put ontitanium matrix composite[1~31.Titanium matrixcomposites are divided into two categories:fiber-reinforced and particle reinforced.These twokinds of composites have their own advantageous.AsTSM Company solve the interface interaction betweenSCS-6fiber an…     

SiCf／Ti-6AI-4V复合材料的界面研究

采用扫描电镜、透射电镜和x射线衍射仪研究了用中国制备SiC纤维增强的Ti-6AI-4V复合材料的界面反应，发现在SiC纤维的C涂层和Ti-6AI-4V基体之间形成的界面反应产物为细晶粒和粗晶粒的TiC，而无C涂层的SiCf／Ti．6AI．4V的界面反应产物，从SiC纤维到Ti-6AI-4V基体，依次为细晶粒的TiC＋Ti5Si3、粗晶粒的TiC和Ti3SiC2。还测量了界面反应区厚度并讨论了界面反应机理。     

SiCf/Ti-6Al-4V复合材料的界面研究

采用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪研究了用中国制备SiC纤维增强的Ti-6Al-4V复合材料的界面反应,发现在SiC纤维的C涂层和Ti-6Al-4V基体之间形成的界面反应产物为细晶粒和粗晶粒的TiC,而无C涂层的SiCf/Ti-6Al-4V的界面反应产物,从SiC纤维到Ti-6Al-4V基体,依次为细晶粒的TiC+Ti5Si3、粗晶粒的TiC和Ti3SiC2.还测量了界面反应区厚度并讨论了界面反应机理.     

Ti-6AI-4V钛合金的等离子W-Mo共渗

采用双层辉光等离子表面合金化技术对Ti-6Al—4V钛合金进行W—Mo共渗，研究了880—1000℃ W-Mo共渗时基体温度对渗层厚度的影响，采用SEM和XRD观察、检测渗层组织结构和相组成。结果显示，Ti-6Al—4V合金的W-Mo渗层组织良好。纳米压痕试验结果表明，合金渗层硬度高于基体。     

SiCf/Ti-43Al-9V复合材料的界面反应

利用纤维涂层法和真空热压工艺制备SiC纤维增强γ-TiAl金属间化合物(Ti-43Al-9V)复合材料,采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)仪等研究复合材料的界面反应产物和界面反应产物的生长动力学。结果发现,SiCf/Ti-43Al-9V复合材料的界面反应生成了TiC、Ti2AlC和Ti5Si3,分三层分布。从SiC纤维到Ti-43Al-9V基体,界面反应产物序列为:TiC/Ti2AlC/Ti5Si3+Ti2AlC(颗粒)。界面反应产物的生长受扩散控制并遵循抛物线生长规律,其生长激活能Q和指前因子k0分别为190kJ/mol和2.5×10-5m.s-1/2。与其它Ti合金基的复合材料相比,γ-TiAl基复合材料的界面热稳定性更好。     

Cu-Ti-C反应复合-扩散连接Cf/SiC复合材料和TC4钛合金接头的组织结构

用Cu粉、Ti粉、石墨粉组成的混合粉末连接Cf/SiC陶瓷基复合材料和TC4钛合金,采用X射线衍射、扫描电镜和能谱仪对接头组织结构进行分析.结果表明:在Cu-(15～30)Ti(ω,%)粉末中加入适量石墨粉作钎料,经900～950℃、5～30 min真空钎焊,获得了完整的原位合成TiC增强的复合接头.通过在连接层中原位合成一定体积分数TiC可以明显降低接头热应力.钎料石墨颗粒中的C元素和液相连接层中Ti元素发生相互扩散,形成了残余石墨颗粒周围的TiC反应层和分布在连接层中的TiC颗粒.反应速率主要受C元素由石墨颗粒向液相连接层的扩散速率所控制.     

PCD刀具车削钛合金Ti-6AI-4V的研究

本文通过正交试验研究了PCD刀具车削钛合金Ti-6A14V时,动态切削力和表面粗糙度随切削用量的变化规律,并分别以Ra、Rz为指标进行了方差分析.试验结果表明:x向和Y向动态切削力随切削用量的变化很小,而z向相对较大.动态切削力随进给量和切削深度的增加而增加,其中在切削深度为0.1 mm的情况下,切削力出现了较大的波动.进给量和切削深度均对Ra、Rz有显著影响,其中进给量对Ra影响较大,切削深度对Rz影响较大.     

TiB2基陶瓷/Ti-6Al-4V合金梯度纳米结构复合材料组织演化与防弹性能

基于陶瓷/钛合金液态熔合与扩散原理,采用离心反应熔铸工艺成功制备出TiB2基陶瓷/Ti-6Al-4V梯度纳米结构复合材料。经14.5 mm军用制式穿甲弹DOP靶试,TiB2基陶瓷与TiB2基陶瓷/Ti-6Al-4V梯度纳米结构复合材料的平均质量效益分别为3.05和7.30,因此可认为由于陶瓷/钛合金层间生成TiB2、TiB呈空间尺度连续梯度演化的复合结构,该复合材料不仅具有高的层间解离抗力与优异的整体力学性能,而且通过层间载荷传递与多尺度（微米/微纳米/纳米）界面剪切耦合的双重效应,又在靶试中表现出高的抗弹性能。     

热暴露对SiCf/Ti-6Al-4V复合材料热膨胀行为的影响

研究了热暴露对SiCf/Ti-6Al-4V复合材料热膨胀行为的影响。对基体合金、制备态复合材料、经900 ℃热暴露10, 25及75 h的复合材料的热膨胀行为进行了实验测量。结果表明,无论纵向和横向,热暴露的复合材料其热膨胀系数均高于制备态复合材料。且无论纵向和横向,经900 ℃热暴露10和75 h的复合材料热膨胀系数均高于经900 ℃热暴露25 h的复合材料。这是因为经900 ℃热暴露25 h的复合材料拥有较为合适的界面反应。另外,在对复合材料纵向热膨胀系数进行预测时,因为Schapery模型在整个加热过程中都考虑了热拉伸残余应力对复合材料热膨胀系数的影响,因此在CTE曲线的高温阶段,预测值低于实验值     

Ti-6Al-4V合金表面NiCrAlY/Al复合涂层的抗高温腐蚀性能

采用多弧离子镀技术在Ti-6Al-4V合金基底表面依次沉积Al层和NiCrAlY涂层,对比研究Ti-6Al-4V合金和NiCrAlY/Al复合涂层在高温腐蚀 (500 ℃, 30 h) 过程中微观组织结构变化及其抗高温腐蚀性能。经测定,NiCrAlY/Al复合涂层中Al层的厚度约为270 nm,NiCrAlY涂层的厚度约为3.8 μm。高温腐蚀测试结果显示,Ti-6Al-4V合金表面出现点蚀,腐蚀区域出现大量裂纹,表明合金发生严重的高温腐蚀。表面沉积NiCrAlY/Al复合涂层的Ti-6Al-4V合金经高温腐蚀后表面依然完整,未产生明显裂纹和涂层脱落。经分析,NiCrAlY/Al复合涂层在高温腐蚀过程中表面可自形成厚度约为43 nm的Al₂O₃和Cr₂O₃,连续且致密的薄氧化膜可在高温下阻隔氧气向钛合金内部的侵蚀,从而显著提高基底合金的抗高温腐蚀性能。     

Ti-6Al-4V合金复合装甲的抗侵彻性能及微观损伤机理

为研究复合装甲中Ti-6Al-4V（TC4）合金与碳化硅陶瓷和超高分子量聚乙烯（UHMWPE）的最佳组合形式,分析了2种复合结构SiC/UHMWPE/TC4（I）和SiC/TC4/UHMWPE（II）的抗侵彻性能和宏观损伤以及TC4合金的微观损伤。结果表明：复合结构Ⅰ中TC4合金的微观组织表现为弹孔边缘较为平滑,没有出现裂纹,绝热剪切带（ASB）数量较少,并且为直线传播;复合结构Ⅱ中TC4合金微观组织表现为弹孔边缘粗糙,存在裂纹,背部存在崩落损伤,ASB数量多,并且呈弯曲和分叉现象。TC4合金在复合结构Ⅱ中的侵彻过程分为开坑阶段、稳定侵彻阶段和穿孔阶段。复合结构Ⅱ中TC4合金的绝热剪切行为更为复杂,导致耗能更多。此外,复合结构Ⅱ中UHMWPE产生拉伸破坏也属于高耗能失效机制。因此,SiC/TC4/UHMWPE复合结构能够充分发挥TC4和UHMWPE的高耗能机制,抗侵彻性能好于复合结构Ⅰ。     

Effect of rolling process on mechanical properties of Ti-6AI-4V seamless pipe

采用不同变形量开坯方式,分别经两道次和三道次轧制将管坯轧制成总变形量为70％的管材。在道次间进行800℃×1h真空退火,冷却方法为炉冷至500℃后空冷至室温,观察其组织性能变化。结果表明,大变形量轧制时材料的流动呈条带状,小变形量轧制时材料的流动呈束状。总变形量相同的情况下,小变形量轧制方式能得到更好的外观质量,轧制道次越多,所得管材综合性能越好。     

激光快速修复Ti-6A1-4V合金的显微组织与力学性能

针对Ti-6A1-4V合金在加工和服役过程中的损伤特点，对Ti-6A1-4V合金锻件的3种典型误加工缺陷——槽缺陷、面缺陷和体缺陷进行了激光快速修复研究。激光修复区与锻件基体形成致密冶金结合，Al、V合金元素由锻件基体到激光修复区均匀分布，无宏观偏析。激光修复区组织为粗大原始∥晶粒内分布细长的α针及编织细密的a＋β板条组织，呈现典型的魏氏结构，热影响区组织从锻件的等轴α＋转变β组织逐步过渡到魏氏（a＋β）组织。对预制有3种类型缺陷的激光修复试样进行室温静载拉伸试验和硬度测试，结果表明修复试样的拉伸性能达到锻件标准（HB5224-1982）。激光修复试样的硬度和强度高于锻件基体，而塑性则低于锻件基体。因此，激光修复区和锻件基体可看作是一种“强＋弱”的组合，这与二者的显微组织是相对应的。     

钛合金TC4不同介质放电加工蚀除机理研究

为研究钛合金TCA在蒸馏水和火花油中放电加工时材料蚀除机理的差异,在相同条件下进行钛合金TC4放电加工试验,分别对放电波形、极性效应、表面微观形貌及加工表面主要成分等进行了对比分析。结果表明：蒸馏水的冷却性和流动性较好,可很好地进行极间冷却并进行消电离,放电能量较大时加工依然很稳定,大大提高了加工效率;相对而言,火花油的冷却性和流动性较差,且易析碳,频繁发生拉弧、二次放电和短路等现象,脉冲利用率低,加工效率较低。蒸馏水中工件表面产生的氧化钛熔点较火花油中形成的碳化钛低,更易于蚀除,因此蒸馏水中可获得更高的材料去除率。     

TC4钛合金激光对接接头超塑变形显微组织研究

通过高温拉伸试验研究TC4钛合金激光对接接头超塑性变形,用金相显微镜观察了超塑性变形前后母材及焊缝显微组织,并测量了变形前后焊缝截面的显微硬度。结果表明:激光焊接接头能够承受高温拉伸,随着变形温度的提高或应变速率的降低,母材晶粒发生一定程度的长大,β与α两相比增加。在高温超塑性变形作用下,焊缝的针状组织增厚成为片层状,并发生局部区域球化。激光焊接接头性能优良,超塑性变形后焊缝截面显微硬度约380HV。     

Electron theory analysis on Ti-6AI-4V and Au-8Pd-10Pt alloys

The valence electron structures and electron densities on some lattice planes of biomaterials Ti-6A1-4V and Au-Pd-Pt were calculated by using bond length difference method of the empirical electron theory of solids and molecules. Theresults show that there exist the planes with continuous densities in the three crystal cells involved, which verified to someextent the validity of “Atomic Boundary Condition” applying in biomaterials research. It was proposed that the sufficientunderstanding and reasonable modeling on microstructure of living body are necessary to evaluate directly the electron den-sity continuity between biomaterial and living tissue     

高温氧化对钛合金超塑性能的影响

研究了Ti-6Al-4V合金在800℃、850℃和900℃高温条件下进行拉伸试验时空气氧化对超塑性能的影响。通过光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射分析了该钛合金氧化层的微观形貌和成分组成，并研究其在高温拉伸下的氧化机理。结果表明，高温氧化导致该合金在高温拉伸过程中表面产生氧化层，而在拉伸应力作用下氧化层断裂并向基体扩展，从而严重降低了Ti-6Al-4V合金的超塑性，但不会影响其抗拉强度及屈服强度。     

Wear Mechanisms of New Tool Materials for Ti-6AI-4V High Performance Machining

Nowadays, Ti-6AI-4V turning is mastered for cutting speed lower than 60 m/min by using carbide and high-speed steel tools. At higher cutting speed, chemical and mechanical properties of Ti-6AI-4V cause complex wear mechanisms such as adhesion and diffusion. Thus, to machine over 100 m/min without using high-pressure cooling, new tool materials need to be tested and their behaviour understood. This paper presents the interactions between polycrystalline diamond (PCD), cubic crystalline boron nitride (CBN), and TiB₂ coated carbide with titanium based alloy. The different wear patterns are not only strongly linked to the chemical reactions, but also to the different phase changes, which occur with PCD and CBN tools.     

热处理条件对Au合金／19Ni复合材料性能的影响

采用一种新颖、独特的方法制备了Au合金/19Ni纤维复合材料。考察了热处理温度和时间对材料性能和结构的影响。结果表明，热处理温度对Au合金/19Ni纤维复合材料性能的影响大于热处理时间对其的影响。