碳含量对自生TiCP增强钛基复合材料组织的影响

采用反应自生法制备了ＴｉＣ颗粒增强钛合金基复合材料,并通过ＸＲＤ,ＳＥＭ对复合材料的相组成和微观组织进行了研究。结果表明：在Ｔｉ－６Ａｌ－１．８Ｃ中主要存在Ｔｉ和ＴｉＣ两种相。ＴｉＣ以树枝状初生ＴｉＣ和短棒状共晶ＴｉＣ两种形态存在。对ＴｉＣ晶格常数的计算结果表明,ＴｉＣ的衍射峰存在一定的偏移,主要是由于ＴｉＣ中存在Ｃ空位。研究了Ｃ含量对材料组织和ＴｉＣ形貌的影响。结果表明：Ｃ含量对基体组织基本没有影响,但是随着Ｃ含量由１．９８％减少到０．３９％,粗大的树枝状ＴｉＣ逐渐消失,ＴｉＣ以短棒状为主,部分呈羽毛状。     

高铬 Nb Si金属间化合物基复合材料的定向凝固组织

采用液态金属冷却定向凝固技术制备了高铬 Nb-Si金属间化合物基复合材料, 分析了不同熔化温度和凝固速度下复合材料的相组成及组织特征。结果表明: Nb-22Ti-17Cr-16Si-2Al-2Hf(原子分数)合金相组成为Nb_ss、 α-Nb₅Si₃、 Laves相NbCr₂和少量的(Nb_ss+ Nb₅Si₃)共晶, 定向凝固没有改变复合材料的相组成。熔化温度为1550 ℃时, Nb_ss相呈颗粒状, Nb₅Si₃相呈随机分布的块状或短板条状; 随着熔化温度的提高, Nb_ss转变为枝晶状且沿轴向定向生长, Nb₅Si₃相转变为有一定定向效果的长板条状。随着凝固速度的增大, 组织明显细化且定向效果增强, 凝固速度为18 mm/min时, Nb₅Si₃呈定向效果良好的细长条状。      

碳含量对自生TiC_P增强钛基复合材料组织的影响

采用反应自生法制备了 Ti C颗粒增强钛合金基复合材料 ,并通过 XRD,SEM对复合材料的相组成和微观组织进行了研究。结果表明 :在 Ti- 6Al- 1 .8C中主要存在 Ti和 Ti C两种相。Ti C以树枝状初生 Ti C和短棒状共晶 Ti C两种形态存在。对 Ti C晶格常数的计算结果表明 ,Ti C的衍射峰存在一定的偏移 ,主要是由于 Ti C中存在 C空位。研究了 C含量对材料组织和 Ti C形貌的影响。结果表明 :C含量对基体组织基本没有影响 ,但是随着 C含量由 1 .98%减少到 0 .39% ,粗大的树枝状 Ti C逐渐消失 ,Ti C以短棒状为主 ,部分呈羽毛状。     

自生铝基复合材料的制备,性能及生成机理

主要介绍了自生铝基复合材料制备工艺的最新进展，讨论了自生铝基复合材料的性能及生成机理。     

旋转喷吹反应自生铝基复合材料的工艺及显微结构

在大气条件下向铝和铝－镁合金液体内部旋转吹入氧气，氧与铝、镁反应，生成的Ａｌ２Ｏ３和ＭｇＡｌ２Ｏ４陶瓷颗粒分布在基体金属中。自生的Ａｌ２Ｏ３颗粒尺寸为０．１￣３μｍ，ＭｇＡｌ２Ｏ４颗粒尺寸为５￣１０μｍ。     

高温热处理对Nb-Ti-Si基共晶自生复合材料组织及成分分布的影响

采用真空非自耗电弧熔炼法制备了Nb-Ti-Si基共晶自生复合材料的母合金锭,分别于1300,1400,1500和1600℃保温50小时对其进行了均匀化处理,然后于1100℃保温50小时进行了时效处理.热处理后的组织主要由Nbss和(Nb,X)5Si3(X代表Ti,Cr和Hf元素)组成,但经1600℃/50h和1600℃/50h 1100℃/50h热处理后的组织中出现了HfO2.热处理后,Nbss的晶格常数较电弧熔炼态的有所升高,Ti,Cr和Al仍然倾向于固溶在Nbss中,而Hf则倾向于固溶在硅化物中.随着热处理温度的升高,Cr,Ti和Al在Nbss和大块硅化物(Nb,X)5Si3中的分配比降低,而Hf的则略有升高.     

自生TiC增强钛基复合材料的微观组织

采用反应自生法制备了ＴｉＣ颗粒增强钛合金基复合材料,研究了复合材料的相组成和微观组织。在Ｔｉ－６Ａｌ－２Ｃ合金中存在Ｔｉ和ＴｉＣ两种相。ＴｉＣ权树枝状初生Ｔｉｃ和短棒状共晶ＴｉＣ两种开头存在,其中共晶ＴｉＣ主要存在于晶界,特别是三角晶界处。ＴｉＣ晶格常数的计算结果表明ＴｉＣ的衍射峰存在一定的偏移,主要是由于存在于ＴｉＣ中的Ｃ空位引起晶格畸变。随着Ａｌ含量的增加,初生ＴｉＣ由发达粗大的树枝晶变为不发达的树枝晶,当Ａｌ含量为３５％时变为短棒状和薄片状的ＴｉＣ。基体组织也相应地由单一的Ｔｉ基体变为Ｔｉ和Ｔｉ３Ａｌ的两相基体以及Ｔｉ３Ａｌ和ＴｉＡｌ两相基体。根据相图分析了组织变化的主要原因。     

原位自生钛基复合材料研究综述

近年来,由于原位自生钛基复合材料相对钛合金更为优异的综合性能,引起人们广泛关注。从制备方法、基体和增强体选择、微观结构、力学性能、抗氧化性能、超塑性变形与加工等方面,综述了目前原位自生钛基复合材料的研究进展。提出了目前研究中存在的问题和今后可能的发展方向。     

定向凝固超高强度NiTi基自生复合材料

在NiTi合金中添加少量Al、Nb、Hf强化元素, 采用定向凝固原位自生法制备了一种NiTi基自生复合材料, 并在950 ℃对定向凝固棒分别进行了12 h、50 h及100 h的均匀化热处理, 对热处理后的试样进行了室温抗拉强度测试。结果表明, 定向凝固组织为沿[001]方向生长的细小的棒状胞晶组织, β-Nb相和Ti₂Ni相增强体颗粒沿NiTi胞晶间的[001]方向排列。随热处理时间的延长, 胞晶尺寸逐渐粗化, 两增强相粒子分布更加弥散均匀。热处理后NiTi基自生复合材料的最大抗拉强度达到1972 MPa, 超过了4130和8640超高强度钢, 与4140和4340超高强度钢的强度基本相当, 达到或超过了多种国内外现役的超高强度钛合金。     

原位自生AlB2/6061复合材料的组织及耐磨性能

以Al-KBF4为反应体系,采用熔盐反应法制备了原位自生3％AlB2/6061复合材料(质量分数),对比6061基体材料,研究了AlB2颗粒对复合材料组织、 硬度和耐磨性能的影响.结果表明,在6061基体材料中原位自生了六边形AlB2颗粒,颗粒尺寸为0.5～2.0μm.经T6热处理后,3％AlB2/6061复合材料的硬...     

铌-硅基超高温合金定向凝固及相组成的热力学研究进展

铌-硅基超高温合金作为有望在1200℃以上温度使用的结构材料而受到广泛研究。综述了铌-硅基超高温合金中合金化元素的作用以及熔体过热处理技术在该合金定向凝固中的应用,并评述了对铌-硅基多元合金相组成等的热力学研究进展。     

1250℃热处理对Nb-16Si-24Ti-6Cr-6Al-2Hf合金的组织影响

采用电弧熔炼的方法制备了Nb-16Si-24Ti-6Cr-6Al-2Hf(原子分数/%)合金.在1250℃下对其进行不同时间的热处理.使用SEM,EDS,XRD等方法进行组织分析.结果表明:多元合金化能消除Nb-Si合金中亚稳相Nb3Si;热处理能够有效改善Nb-Si多元合金中硅化物的分布、尺寸、形态和数量;热处理使得β-Nb5Si3转变为α-Nb5Si3.     

原位TiB/Ti复合材料的熔铸制备及其显微组织

结合Ti-B-Al体系的热力学及Ti-B相图,提出了可制备薄壁、复杂形状原位自生钛基复合材料构件的SMIF工艺.采用XRD、SEM和TEM等手段研究用该工艺制备的复合材料的相组成和显微组织.结果表明,钛基复合材料中生成了TiB增强相,且在基体中分布均匀,呈短纤维状;并且Al的加入使得TiB相具有较高的长径比,最高可达110.TiB增强相/基体界面清洁、无污染.受熔模精铸陶瓷型壳的激冷作用,钛基复合材料铸锭表层中TiB相垂直于铸锭的表面分布.与基体合金相比较,钛基复合材料的力学性能有了很大程度的提高.     

激光选区熔化成形原位自生TiB2/Al-Si复合材料的微观组织和力学性能

利用激光选区熔化（SLM）技术制备了原位自生TiB₂纳米陶瓷颗粒增强Al-Si基复合材料,并对成形后的TiB₂/Al-Si复合材料进行不同的热处理。通过XRD物相分析、SEM微观组织观察、电子背散射衍射（EBSD）、EDS元素扫描分析和力学拉伸试验等对TiB₂/Al-Si复合材料的微观组织进行观察和力学性能测试。研究表明,在原位自生TiB₂纳米陶瓷颗粒和SLM快速凝固特性的共同作用下,SLM成形的原位自生TiB₂/Al-Si复合材料具有超细晶结构,平均晶粒尺寸为1.1 μm;TiB₂/Al-Si复合材料的力学性能优异,屈服强度为262 MPa,抗拉强度为435 MPa,延伸率为11.88%。对比经不同热处理的TiB₂/Al-Si复合材料,直接时效处理（150℃/12 h）的TiB₂/Al-Si复合材料性能最优,抗拉强度达到488 MPa,提高了53 MPa,延伸率降低至7.2%。     

Cu-15Cr-0.1Zr原位复合材料中纤维相的组织演变

通过感应熔炼、铸造、锻造和冷拔变形制备了Cu-15Cr-0.1Zr原位复合材料.采用SEM和TEM观察分析纤维相组织形态的演变.在较低的应变量下纤维保持着与铸态树枝晶相同的bcc单晶结构,在较高的应变量下,单根Cr纤维被分隔为一些由亚晶界组成的亚结构,相邻亚晶的偏差角在5～30°之间.     

稀土元素(La,Sm,Tb)合金化铌硅材料显微组织及室温断裂韧度EI北大核心CSCD

采用真空非自耗电弧熔炼制备添加稀土元素的Nb-20Ti-16Si-3Al-3Cr-2Hf合金纽扣锭,稀土元素为不同含量的Sm,La,Tb。对铸态合金进行微观组织分析和室温断裂韧度测试。结果表明:合金主要由(Nb,Ti)相与Nb5Si3相组成,不同部位存在多种微观组织,粗大的两相组织存在宏观聚集现象;纽扣锭中普遍存在规则的共晶晶胞和以Nb5Si3相为核心的板条状晶胞;共晶晶胞中心为Nb5Si3相和铌固溶体相Nbss组成的层片状组织,外围为粗大的"齿状"两相组织;板条状晶胞的Nb5Si3相核心保留了完整的平直界面和规则的棱角,晶胞外围主要由细小网状的硅化物和粗大的树枝状Nbss相组成。使用多元线性回归分析不同稀土含量与合金室温断裂韧度的关系,不同稀土含量的合金室温断裂韧度值分布在11~15MPa·m^(1/2)之间,多元线性逐步回归分析后得到室温断裂韧度Kq与稀土含量(Sm,La,Tb)的关系为Kq=10.344+6.896La+2.993Sm。     

磁化学合成Al2O3/7055Al复合材料的微观结构

脉冲磁场下,以7055Al-Ce2(CO3)3为反应体系制备了内生Al2O3颗粒增强铝基复合材料。X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)分析表明,在脉冲磁场作用下,原位合成的颗粒细小,呈球形或橄榄形的Al2O3颗粒尺寸为200～400nm,且弥散分布于基体中。从反应动力学角度进行考虑,与常规反应相比,磁场下反应更快更完全,并缩短了反应时间。随着脉冲磁场强度的增大,反应生成的增强颗粒变得更加细小,分布更均匀。当磁场作用的时间增加时,内生颗粒数目逐渐增多,尺寸逐渐细化,圆钝化,分布也变得均匀,颗粒达到纳米尺寸。     

MGH956合金TIG焊原位合金化对其组织性能的影响

采用TIG焊对氧化物弥散强化(ODS)高温合金MGH956进行原位合金化焊接.在相同的焊接条件下,填加两种不同的填充材料:与母材化学成分相似的基体填充材料,以及在基体填充材料基础上加入了合金元素Al和Fe2O3的Al-Fe2O3填充材料.通过对比分析两组试样在焊接过程中发生的原位合金化反应机理,及其对焊缝微观组织和力学性能的影响,研究原位合金化反应对ODS合金TIG焊接头组织与性能的影响.结果表明:在填充材料中加入Al和Fe2O3合金元素时,焊缝处的气孔数量明显减少,气孔尺寸也较为减小;焊缝中原位生成了新的增强相颗粒Al2O3、TiC以及YAlO3,同时,基体中的纳米级增强相Al-Y复合氧化物团聚倾向降低.力学性能试验结果表明,填加Al-Fe2O3填充材料时焊缝显微硬度值明显提高,接头抗拉强度达到了578 MPa,为母材强度的80.3%.     

原位生成(TiBw+TiCp)/Ti复合材料的高应变速率超塑性

将纯钛粉和B4C粉按一定比例混合均匀后,通过反应热压方法原位合成制备了TiB晶须和TiC颗粒增强体积分数为3%的钛基复合材料,并在950℃以16∶1的挤压比对复合材料进行了高温热挤压变形.采用X射线衍射仪和扫描电镜分别研究了原位生成复合材料的相结构和微观组织,并在700℃以不同应变速率对钛基复合材料进行了高温拉伸变形.研究表明:纯钛和B4C在1200℃真空热压原位合成产生两种不同形状的增强体,即短纤维状TiB晶须和等轴状的TiC颗粒;应变速率为5.95×10-4、1.19×10-3s-1和0.89×10-2s-1时,(TiBw TiCp)/Ti复合材料都表现出超塑性,延伸率分别为205.43%、148.3%和112.85%;700℃变形时(TiBw TiCp)/Ti复合材料的应变速率敏感指数为0.45.     

超声化学原位合成纳米Al_2O_3/6063Al复合材料组织及高温蠕变性能

为研究纳米颗粒增强铝基复合材料的高温蠕变特性,基于6063Al-Al2(SO4)3体系,采用超声化学原位合成技术,制备出不同Al2O3体积分数(5%、7%)的纳米Al2O3/6063Al复合材料,通过高温蠕变拉伸试验测试其高温蠕变性能,利用XRD、OM、SEM及TEM分析其微观形貌。结果表明:施加高能超声可显著细化增强体颗粒并提高其分布的均匀性,所生成的Al2O3增强颗粒以圆形或近六边形为主,尺寸为20~100nm;纳米Al2O3/6063Al复合材料的名义应力指数、表观激活能和门槛应力值与基体相比大幅提高,均随着增强体体积分数的增加而提高,表明纳米Al2O3/6063Al复合材料的抗蠕变性能提高;纳米Al2O3/6063Al复合材料的真应力指数为8,说明复合材料蠕变机制符合微结构不变模型,即受基体晶格扩散的控制;纳米Al2O3/6063Al复合材料的高温蠕变断口特征以脆性断裂为主,高应力下形成穿晶断裂,低应力下形成沿晶断裂和晶界孔洞;纳米Al2O3/6063Al复合材料的主要强化机制为位错强化与弥散强化。