TiC颗粒增强钛基复合材料的内应力

利用X射线衍射技术测试了TiC颗粒增强钛基复合材料Ti-6Al-4V 7％TiC(质量分数，下同)(T64)，Ti-3Al-2．5V 7％TiC(T32)和Ti-6Al-2．5Sn-4Zr-0．5Mo-1Nb-0．45Si 3％TiC(T650)的内应力。发现该复合材料在800℃左右存在一个应力性质转变点，即在800℃以上处理，钛基体感生残余拉应力，增强TiC颗粒感生残余压应力；在800℃以下处理，应力性质相反。并且内应力随处理温度升高而增加，由Eshelby模型得出，该转变点和钛合金基体的相变点有关。     

赴法国ONERA执行中法政府间合作项目见闻

20 0 1年 1 1月 1 6日至 1 2月 2 8日 ,西北有色金属研究院一行二人应邀赴法国宇航材料研究局 ( ONERA)执行中法政府间钛基复合材料合作项目。现将了解到的 ONERA的一些情况简介如下。1　法国 ONERA的简介法国宇航材料研究局 ( ONERA)分布在8地区 ,共有员工 2 0 31人 ,其中工程师及管理人员合计 1 0 56人 ,博士生 1 74人。在巴黎南郊 Chatillon地区的 ONERA共分 6个研究室 ,每个室又分若干研究部 ,具体设置如下。( 1 )流体力学及动力学研究室包括 :应用空气动力学研究部 ( DAAP) ,基础空气动力学研究部 ( DAFE) ,基础动力学研…     

用粉末冶金法低成本合成钛合金和钛基微粒子复合材料以改善高周疲劳强度

用元素粉末混合法合成 Ti- 110 0 ,Ti- 6 Al- 2 Sn- 4Zr- 2 Mo,Ti- 6 Al- 4V和 Ti- 5 Al- 2 .5 Fe等各种α β型钛合金和 Ti- 6 Al- 2 Sn- 4Zr- 2 Mo/Ti B的微粒子复合材料。一般用元素粉末混合法制的合金和复合材料 ,连结的板条状 α组织形成粗大的柱状组织。改变这种组织成为微细的针状α组织 ,可以改善高周疲劳强度用粉末冶金法低成本合成钛合金和钛基微粒子复合材料以改善高周疲劳强度@黄淑梅     

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。     

放电等离子烧结法制备原位TiB增强Ti-6Al-4V复合材料的显微组织特征（英文）

钛基复合材料在运输和航空工业领域具有广泛的应用。以Ti-6Al-4V和B4C为原料分别采用冷压-真空烧结和放电等离子烧结两种方法制备Ti B晶须增强钛基复合材料。考察不同复合材料Ti B晶须的分布、大小以及长径比,研究放电等离子烧结温度对Ti B晶须增强钛基复合材料的影响。光学显微镜(OM),扫描电镜(SEM)以及EDS分析结果表明:将放电等离子烧结温度从900°C升高到1100°C可以使Ti B晶须原位自生反应完全,同时减少材料的孔隙含量。     

TC4表面丝粉同步激光熔覆制备复合材料层的微观组织和性能

针对Ti-6Al-4V耐磨性差的问题,采用激光熔覆技术在Ti-6Al-4V基材表面通过旁轴添加与基材同质的Ti-6Al-4V丝材,同轴送入WC颗粒作为强化相的方式制备表面WC颗粒增强钛基复合材料层。激光功率、扫描速度、送丝速度等工艺参数是影响复合材料层成形的主要工艺因素,通过实验确定了优化的工艺参数。采用SEM,EDS以及XRD对复合材料层的显微组织进行了研究。研究表明,复合材料层中主要包括WC、W_2C、Ti C、α-Ti、W相。复合材料层中WC颗粒呈现不同形态。Ti C、W_2C相形成并以不同形态分布于表面复合材料层中。WC颗粒与Ti之间的反应区由多层组成,分别为W_2C、W、Ti C。性能分析发现,复合材料层的硬度HV0.2达到了5.70 GPa,较基体提高了1倍。表面复合材料层的摩擦系数为0.3,而钛基体的摩擦系数为0.5。与基体相比,表面复合材料层摩擦系数显著降低。     

SiC纤维增强钛基复合材料的界面研究

研究了两种纤维增强钛基复合材料(SCS-6/Ti-6Al-4V和SCS-6/TA6V)的界面.实验结果表明,两种复合材料中SiC纤维与基体合金均结合得较好,界面反应层较薄,其厚度分别为0.8和0.6μm.界面反应层随热处理时间的延长、热处理温度的升高而增厚.EDX分析结果表明,界面相中只含有Al,V,Si和Ti元素.     

热处理对镀镍后钛基复合材料组织和性能的影响

为了进一步提高(TiC+TiB)/Ti-6Al-4V钛基复合材料的力学性能和物理化学性能,在钛基复合材料表面进行了化学镀镍处理,并通过不同温度的等温热处理,研究了钛基复合材料组织演变和性能的变化。结果发现,化学镀镍后,(TiC+TiB)/Ti-6Al-4V钛基复合材料在高温预扩散过程中,首先在其表层生成NiTi、Ni_3Ti和Ti_2Ni等多种镍钛的化合物;进一步扩散时,表层Ni元素主要沿着相界向内扩散,并随着热处理温度的变化,基体组织形貌和化合物相的种类都出现了变化,基体组织在950℃等温时出现了层片状共析组织,而继续升高温度会造成组织严重粗化,层状组织消失;试样的整体硬度随着热处理温度的升高,呈先下降后上升的趋势。     

燃烧合成加烧结法制备钛基复合材料

近年来,业界对钛基复合材料的机械性能和使用温度提出了更高的要求,从而促进了钛基复合材料的研发。Dynamet公司开发出了冷、热等静压可制备10%(体积分数)TiC强化的Ti-6Al-4V,却无法成功制备20%(体积分数)TiC强化的复合材料。根据Ti-TiC平衡相图,TiC在很宽的成分范围内可与Ti共     

基体组织对TiC/Ti-6Al-4V复合材料断裂韧性的影响

采用原位自生的方法制备了TiC颗粒增强的TiC/Ti-6Al-4V复合材料。将锻造后的钛基复合材料在700 ℃、995 ℃以及1020 ℃进行热处理,获得具有不同基体微观组织的复合材料,研究基体微观组织对钛基复合材料拉伸性能以及断裂韧性的影响。结果表明,初始α相的含量及其尺寸对TiC/Ti-6Al-4V复合材料的断裂韧性影响较大,初始α相体积分数为20%时,复合材料拉伸性能最好,抗拉强度和伸长率分别为1057.5 MPa、19.95%;同时具有优良的断裂韧性。     

TiB_2基陶瓷/Ti-6Al-4V合金梯度纳米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制备出Ti B_2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,Ti B_2基陶瓷与Ti B_2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Ti B_2、Ti B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。     

TC4表面丝粉同步激光熔覆制备复合材料层微观组织研究

针对Ti-6Al-4V耐磨性差的问题,本文采用激光熔覆技术在Ti-6Al-4V基材表面通过旁轴添加与基材同质的Ti-6Al-4V丝材,同轴送入WC颗粒作为强化相的方式制备表面WC颗粒增强钛基复合材料层。激光功率、扫描速度、送丝速度等工艺参数是影响复合材料层成形的主要工艺因素,通过实验确定了优化的工艺参数。采用SEM,EDS以及XRD对复合材料层的显微组织进行了研究。复合材料层中主要包括WC、W2C、TiC、α-Ti、W相。研究表明,复合材料层中WC颗粒呈现不同形态。TiC、W2C相形成并以不同形态分布于表面复合材料层中。WC颗粒与Ti之间的反应区由多层组成,分别为W2C、W、TiC。性能分析发现,复合材料层的硬度达到了570HV0.2,较基体提高了一倍。表面复合材料层的摩擦系数为0.3,而钛基体的摩擦系数为0.5。与基体相比,表面复合材料层摩擦系数显著降低。     

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.     

SiC/Ti-6Al-4V复合材料界面反应的扫描电镜分析

采用扫描电镜分析了国产SiC纤维增强Ti-6Al-4V复合材料的界面反应,发现不带C涂层的SiC纤维与Ti-6Al-4V反应形成TiC和钛的硅化物,带有C涂层的SiC纤维与Ti-6Al-4V反应仅形成TiC。观察表明C涂层的厚度差别较大。     

合金颗粒对SiC_p/7075Al复合材料组织和性能的影响

采用挤压铸造制备SiC_p与合金颗粒混杂增强的铝基复合材料,合金颗粒选用Ti-6Al-4V和Ni60颗粒,对比分析其微观组织和力学性能的差异。结果表明,相对于SiC_p增强铝基复合材料,Ti-6Al-4V颗粒的加入使复合材料力学性能提高,Ni60颗粒使其降低。这是由于Ti-6Al-4V颗粒能够与基体实现良好的界面结合,使得Ti-6Al-4V颗粒能够较好地承载复合材料中产生的应力。而Ni60颗粒与基体发生强烈的界面反应,形成较厚的金属间化合物过渡层,大幅降低复合材料的负载能力。     

钛合金及金属间化合物中各组分的活度系数

根据Kohler三元溶体模型和Miedema二元系统生成热模型，建立了计算三元合金及金属间化合物各组分活度系数的方程，不仅能处理三元合金及金属间化合物体系，也能处理二元系，甚至可以近似处理多元系。计算了Ti-5Al-2．5Sn，Ti-6Al-4V，Ti-25V-15Cr-0．2Si及TiAl中各组分的活度系数并与有关实验值进行对比，发现根据本研究公式计算的结果比非对称计算公式获得的结果更符合实际。将计算结果应用于钛基复合材料的界面反应研究，可以预测到：SiC／Ti-6Al-4V基复合材料的界面反应较严重，SiC／Ti-25V-15Cr—0．2Si的界面反应较难进行，SiC／TiAl的界面反应程度最轻。     

TiB_2对SPS原位烧结TiB/Ti-6Al-4V组织与性能的影响

采用SPS烧结技术制备了TiB/Ti-6Al-4V复合材料,研究TiB_2添加量对复合材料微观组织和力学性能的影响。结果表明,球磨过程中Ti-6Al-4V颗粒未发生明显变形,TiB_2分散镶嵌于Ti-6Al-4V颗粒表面。烧结后,基体组织从片状魏氏组织转变为近似等轴状组织,TiB增强相为棒状和晶须状,沿Ti-6Al-4V颗粒呈网状分布。随着TiB_2含量增加,增强相TiB数量增加,强度和硬度持续增加。在TiB_2含量为1%时复合材料的工程应变达到最大值,之后随TiB_2添加量增加,复合材料应变持续下降。     

激光熔覆Y_2O_3-TiB增强钛基涂层摩擦磨损性能研究

采用激光熔覆快速非平衡合成法制备了原位反应合成Y_2O_3-TiB增强钛基复合材料。采用Y_2O_3、Ti和B的混合粉末在Ti-6Al-4V基体表面激光熔覆制得Y_2O_3-TiB/Ti复合涂层。采用形貌观察、硬度和摩擦磨损测试等方法研究了复合涂层的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明:熔覆层的硬度为基体材料的2~3倍,添加1%Y_2O_3的激光熔覆涂层硬度和摩擦磨损性较好。     

颗粒增强钛基复合材料缓进深切磨削加工研究

颗粒增强钛基复合材料（以下简称PTMCs）是以钛合金（Ti-6Al-4V）为基体、以TiC颗粒等为增强相的金属基复合材料。可以在极大改善钛合金基体材料比强度、比模量的同时,拥有良好的延展性与韧性,具有更好的高温性能、     

放电等离子烧结对纳米TiN增强Ti-6Al-4V显微组织和磨损行为的影响（英文）

采用放电等离子烧结(SPS)成功制备Ti-6Al-4V/TiN复合材料。加入Ti-6Al-4V中的TiN含量变化范围为1%~5%(体积分数)。研究添加TiN对Ti-6Al-4V材料致密度、显微组织、硬度和磨损行为的影响。实验结果表明,随着TiN含量的增加,材料的烧结密度从99%降低至97%;而显微硬度值却从HV_(0.1) 389增加至HV_(0.1) 488。X射线衍射(XRD)分析表明,伴随着少量二次Ti_2N相的形成,复合材料中TiN相的衍射峰强度增加。SEM分析表明,SPS烧结Ti-6Al-4V纳米复合材料具有细化的α/β相组织及均匀分散的TiN颗粒。与无添加烧结Ti-6Al-4V相比,Ti-6Al-4V/TiN复合材料的磨损表面呈现非连续的凹槽,抗磨粒磨损性能得到提高。