钛基复合材料

从复合材料的力学性能中发现,重要的是界面问题。一是界面的力学特性,即组合的不同物质间热膨胀系数的差,泊松比的差引起的断裂现象等强化机理。二是组合的不同物质间的物理化学特性,即物质间的接合性、物质移动、扩散和反应等。钛合金强化所用纤维主要采用与钛不易反应的SiC系或SiC包复的硼纤维(Borsic),硼纤维因与钛易反应,一般不用其单体,而是用化学气相沉积(CVD)法包复B4C、SiC的硼纤维。硼纤维及包复B4C的硼纤维强化钛的界面行为研究表明,在不同温度下,界面相互作用生成物厚度与时间的关系为X=k,X为反应层厚度,k为反…     

高温下钛基复合材料的界面研究

为优化金属基复合材料的损伤抗力，须研究其纤维/基体界面性能及其影响因素。这些因素大多与加工过程(包括压实温度、压力及冷却速率)和试验温度、试验环境和加载频率有关。可用界面分离强度d、摩擦剪切应力s、能量释放速率或Ⅱ型界面开裂的断裂韧性Gic等参数来描述界面特性。箔-纤维-箔法制备的钛基复合材料在900℃压实冷却过程中，因SiC纤维(5×10-6/℃)的热膨胀系数与钛合金基体(11×10-6/℃)的有差异，因而界面的法线和径向方向必存在残余压应力，其大小取决于压实温度和冷却速率。试验温度升高，接近压实温度时，纤维/基体界面处的残…     

颗粒强化钛基复合材料研究取得新进展

钛基复合材料是当前国际材料科学发展的前沿领域之一.颗粒强化钛基复合材料又因其工艺简单,制造成本低,倍受人们的青睐.然而,由于钛的活性大,几乎与所有的增强剂都发生反应,激烈的界面反应导致复合材料的性能劣化,甚至于不如基材,给钛基复合材料的研究开发造成很大的困难,使其发展非常缓慢.     

制作钛基复合材料的最新工艺

陶瓷纤维强化钛合金基体复合材料（ＭＭＣｓ）具有包括强度、刚度和高温性能在内的极好的综合性能,特别适合在宇航领域应用．目前,Ｔｉ－ＭＭＣｓ材料已走过了初始材料的研究阶段,正在建立材料的基本机械性能准则,今后的工作将朝着产业化方向发展．当然,这主要取决于材料的制造工艺及工艺成本． 英国国防评价与研究署（ＤＥＲＡ）结构材料中心以自己生产的连续长ＳｉＣ纤维作强化材料,介绍了纤维强化钛合金复合材料制取工艺的最新进展．由于钛的化学活性很强,不能用液体浸渍方法生产纤维强化复合材料,只能用扩散联接方法生产．其中…     

TiNi形状记忆合金强化的钛基和铝基复合材料

机敏材料在受外部刺激时可作出相应反应 ,以补偿相应的变化或增强预想的效果。连续 Ti Ni SMA纤维增强剂可以改进材料高温下的屈服应力和断裂韧性 ,同时具有机敏材料的特性 ,属于机敏材料。用 SMA作增强剂强化机敏材料的原理是 ,埋入基体中的 SMA室温加载后由奥氏体向马氏体转变 ,加热后又发生逆转变。逆转变相变过程中 ,复合材料里的 SMA收缩 ,在 SMA内产生拉应力 ,基体内产生压应力。基体中的压应力是提高机敏材料拉伸性能的主要因素。1　复合材料的制备使用四种方法制造 SMA增强复合材料 :真空热压 ,热挤压 ,火花等离子烧结和包…     

颗粒增强钛基复合材料车削试验研究

为研究切削参数对颗粒增强钛基复合材料已加工表面粗糙度的影响规律,通过对切削力和切削温度开展试验研究,探究钛基复合材料的切削加工性。结果表明:在车削钛基复合材料时,随切削速度提高,切削力先增大后减小;切削温度随切削速度的升高而升高,且在较高速度范围内温度升高放缓;切削力随着颗粒含量的升高明显增大,但切削温度有所降低;切削参数在v=80～100 m/min,a_p=0.30～0.60 mm,f=0.06～0.10 mm/r范围内,已加工表面粗糙度R_a可在0.5 μm以下。      

颗粒增强钛基复合材料复合方法的研究

与纤维增强钛基复合材料（FTMCS）相比，颗粒增强钛基复合材料（PTMCs）白于制造工艺简单、价格较便宜、工程化应用前景更好而成为近年研究热点．PTMCS的制造方法主要有熔铸法和粉末冶金法．如根据增强体的加人或生成方式，又可分为外加法和内部反应生成法两种．对于外加法来说     

钛基复合材料残余应力的测试方法

由于连续SiC纤维增强的钛基复合材料密度低、室高温比强度和比刚度等性能优异而有望用作诸如航空、汽车工业中的高温结构件。钛基体合金与强化SiC纤维间的热膨胀系数(CTEs)差别较大，从加工温度冷却时，复合材料内存在非常大的残余应力，从而影响钛基复合材料的机械性能和热机械性能，是复合材料失效的一个重要因素。因而如何精确地评价热机械循环后复合材料的残余应力是很重要的。可用X射线和中子衍射技术测定基体合金内的残余应力，但X射线仅限于近表面约10m的区域，中子衍射的能力比X射线的约高1000倍。近来有研究人员开发出简单的试…     

钛基复合材料的耐腐蚀性能研究

通过电化学测试和浸泡试验,研究了增强相含量对钛基复合材料在3．5％NaCl水溶液中耐蚀性的影响,并与纯钛的耐蚀性进行了对比。结果表明,与纯钛相比,复合材料的耐蚀性能有所下降,随着增强相含量的增多,复合材料的腐蚀越来越严重,TiC颗粒及其与Ti的界面对复合材料钝化膜的形成有重要影响。经EDS和XRD证实,腐蚀表面的钝化膜主要由TiO2组成。     

TP-650钛基复合材料中的界面

研究了ＴＰ－６５０钛基复合材料中ＴｉＣ粒子与基体钛合金之间的反应界面。利用ＳＥＭ和ＴＥＭ观察了界面的形态，界面窄而干净，没有发现其它反应产物，用电子能量损失谱仪测量了反应界面的Ｃ浓度变化，测出了界面层的宽度。Ｃ浓度曲线呈连续变化，没有突变点，可以认为反应界面层主要是ＴｉＣ粒子降解反应引起的Ｃ原子向基体内扩散的失碳层，界面层的宽度随热处理加热温度而变，加热温度越高，界面层越宽。     

基于正交设计的SiCp/Al复合材料铣磨力实验

针对SiCp/Al复合材料加工中存在的问题,使用电镀金刚石螺旋槽铣磨工具对SiCp/Al复合材料进行了实验研究.通过正交实验设计,研究了不同的铣磨工具和加工参数对铣磨力的影响规律,并对实验结果进行了主效应和方差分析.结果表明:铣磨加工SiCp/Al复合材料时,最佳的参数组合为T2ν4f1a1,即使用螺旋角为50°,螺旋槽数为3的铣磨工具,在加工参数为ν=314 m/min,f=100 mm/min,a=0.01 mm下能得到较小的铣磨力;法向铣磨力Fn和切向力铣磨力Ft均随着铣磨速度的增加而减小,随着进给速度和铣磨深度的增加而增大;进给速度和铣磨深度对法向铣磨力是高度显著的影响因素,铣磨速度、进给速度和铣磨深度对切向铣磨力均是高度显著影响因素,各因素对铣磨力的显著性影响顺序为a ＞f＞ν＞Tool.     

石英纤维增强陶瓷基复合材料制孔工艺研究

本试验针对目前硬质合金刀具加工石英纤维增强陶瓷基复合材料时存在的刀具磨损严重、加工质量差、效率低下等问题,对比了硬质合金刀具钻孔、PCD刀具钻孔和电镀金刚石套料钻螺旋铣磨制孔的效果,分析了切削力对制孔质量的影响。研究结果表明:纬纱纤维对X向和Y向切削力的影响明显大于经纱纤维,垂直于纬纱纤维方向的切削力较小,平行于纬纱纤维方向的切削力较大;PCD刀具钻孔质量相对较好,刀具磨损不明显,适用于石英纤维增强陶瓷基复合材料的制孔加工。      

钛基复合材料的焊接

钛合金具有较高的室温和高温比强度、低密度、高弹性模量,加入高强度、高刚度的增强相可进一步提高其比弹性模量、比强度和抗蠕变能力,因此钛基复合材料(TMCS)成为超高音速宇航飞行器、先进航空发动机的理想候选材料.钛基复合材料在气体涡轮机发动机风扇叶片、驱动轴、超高速飞行器、飞机起落架、飞机构架结构、导弹结构方面具有良好的工程应用前景.     

钛基复合材料的高周疲劳性能研究

研究了TiC粒子增强的钛基复合材料的室温轴向高周疲劳性能。测试Kt=1的试样时采用的试验频率为76Hz，R＝0．06和R＝－1时，复合材料的室温疲劳强度分别为594MPa和494MPa。试验结果表明TiC粒子增强的钛基复合材料的室温高周疲劳性能与细晶组织的Ti-6Al-4V和IMI834的相当。复合材料内含有较细小的薄片状组织，这种组织为α β相互相交错构成，这种细小的α β相间的层状组织对于阻止疲劳裂纹的扩展和提高疲劳裂纹的扩展寿命有重要作用。退火后的复合材料疲劳裂纹扩展区规则且较宽广，从而也使复合材料具有较高的疲劳强度，疲劳裂纹扩展寿命延长。