SiCf／Ti-6Al-4V复合材料的界面性能

采用纤维推出法测量了SiCf／Ti-6Al-4V复合材料的界面剪切强度。结果表明，热压态碳涂层和未涂层纤维与基体的界面剪切强度分别为118．2MPa和230MPa，界面脱粘发生在碳涂层或纤维与界面反应层之间。500℃，600℃和800℃退火处理后，界面剪切强度均低于热压态的强度，随退火时间的增加，500℃处理后的界面剪切强度呈下降趋势，600℃和800℃处理后呈微弱上升趋势，而且800℃处理后，界面脱粘可发生在基体／界面反应层和碳涂层或纤维／界面反应产层2个界面。     

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.     

SiCf/Ti-6Al-4V复合材料界面反应动力学

SiC纤维增强Ti基复合材料（SiCf／Ti）容易发生界面反应，从而影响其力学性能。开展界面反应和动力学的研究，对于SiCdTi复合材料的制备和服役具有指导意义。采用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射分析了SICf／Ti-6Al—4V复合材料的界面反应及其动力学，发现SiC纤维的C涂层与Ti-6Al—4V反应形成粗晶粒的和细晶粒的TiC，长期高温热处理使得界面反应加剧，TiC层加厚，当C涂层完全消耗后，界面反应层中除了TiC外，还出现了Ti3SiC2。研究表明，界面反应层的加厚受元素扩散控制，服从抛物线规律，求出的动力学参数Q为268．8kJ／mol，k为0．0057m/s1/2。     

原位生成TiB2/Al复合材料的界面微结构研究

利用透射电镜和高分辨电子显微镜研究了混合盐原位反应生成的TiB2/Al复合材料的界面微观结构。结果表明,原位生成的TiB2颗粒呈六方结构,颗粒周围存在部分位错,且TiB2颗粒与基体Al存在位向关系：[0001]TiB2∥[111]Al,（1^-21^-0）TiB2∥（110）Al。电镜观察显示TiB2/Al复合材料界面光滑洁净,没有其它反应产物,界面处原子结合良好。TiB2/Al界面结合为半共格界面结合,建立了TiB2/Al复合材料界面原子结合模型。     

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     

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。     

SiCf增强Ti-48Al-1.5Mn复合材料的界面反应

利用透射电子显微镜（TEM）对SiC纤维（SiCf)增强Ti-48Al-1.5Mn复合材料的界面区域进行了分析。结果表明，在材料的复合过程中，SiCf与γ－TiAl基体之间发生了化学反应，形成了TiC1-x,Ti5Si3和Ti2AlC等一系列产物，并对这些产物的形成机制进行了分析。在高温条件下，C，Si原子从纤维向基体扩散和Ti,Al,Mn等原子从基体向纤维扩散，发生了界面反应。     

铸造莫来石短纤维/Al-4.5Cu复合材料界面微结构的研究

用挤压铸造方法制备Mullite/Al-4.5Cu复合材料.用透射电镜(TEM)观察了淬火态及时效态复合材料的微观结构.结果表明:莫来石(Mullite)短纤维组织致密但分布不均;淬火态复合材料界面附近基体一侧存在高密度位错;Mullite/Al-4.5Cu复合材料有界面反应发生,生成CuAl2O4;时效态复合材料界面处还存在明显的无析出物带.     

Cu/Mo双涂层改性SiCf/Ti6Al4V复合材料的界面与性能

采用箔-纤维-箔(FFF)法分别制备无涂层、C涂层和Cu/Mo双涂层改性的SiCf/Ti6Al4V复合材料,对制备态复合材料的力学性能和界面微观组织进行对比分析,进一步研究不同真空热暴露处理对Cu/Mo双涂层改性复合材料的界面微区的影响规律。结果表明,制备态下Cu/Mo涂层比C涂层较好地改善了复合材料的界面组织和性能,且对基体和纤维中元素扩散均具有一定的阻挡作用;求得900℃下SiCf/Cu/Mo/Ti6Al4V界面反应的生长动力学公式为H=1.380t1/2+5.397。     

Ti-22Al-20Nb-7Ta合金的显微组织和力学性能研究

研究了Ti-22Al-20Nb-7Ta合金的显微组织和力学性能,为优化合金的塑性(特别是室温塑性)和强度,采用了多种热机械处理(TMP)工艺.结果表明,合金显微组织与热机械处理工艺密切相关.通过热机械处理可有效地控制合金中α2,O和B2相的形貌,分布状况及相对含量进而获得了具有高的室温及高温屈服强度和优良塑性的O相合金.在(α2+B2+O)和(O+B2)相区热变形及在(O+B2)相区的固溶和时效处理获得的三相复合显微组织具有最佳的力学性能.Ti-22Al-20Nb-7Ta合金的室温屈服强度σ0.2达1200 MPa,延伸率达9.8%,650℃下σ0.2亦达970 MPa,延伸率达14%.     

真空感应熔炼Nb-16Si-22Ti-2Hf-2Cr-2Al合金的组织和性能

The melt with a nominal composition of Nb-16Si-22Ti-2Hf-2Cr-2Al was poured in a ceramic shell mould with a temperature gradient of about 4℃/mm, and the ingot with the dimension of 60 mm×170 mm was obtained. The relationship between the microstructure and mechanical properties was measured, and the effects of the silicide on fracture toughness at ambient temperature and compression strength at high temperature were analyzed. It is revealed that the microstructure of the alloy consists of Nb solid solution and silicides, and the cooling rate can obviously change primary phase and constituent phases. The volume fraction of Nb₃Si formed at rapid cooling rate is significantly increased, and Nb₅Si₃ phase is formed with decreasing in cooling rate, whereas the volume fraction of the eutectic colonies and Nb_SS dendrites increase evidently, especially the second dendrite arm. Fine and uniform eutectic colonies are contributed to the ambient tensile strength, while the coarse primary Nb₃Si decreases the tensile strength but improves the compression strength of the alloy. When the microstructure is mainly composed of fine (Nb_SS+Nb₅Si₃) eutectic colonies, the tensile strength and elongation of the alloy reach 449 MPa and 0.3%, respectively. When lath-like Nb₃Si phase has 80 $\mu$m in width and 50% in volume fraction as well as its long axis is parallel to compression direction, the compression strength of the alloy at 1250℃ is about 650 MPa.     

SiCp/2024 Al复合材料阳极氧化膜的结构和耐蚀性

用动电位阳极极化和点滴法评估了17％SiCp／2024Al复合材料(MMC)硫酸阳极氧化膜的耐蚀性，用光学显徽镜、SEM和TEM对氧化膜的形貌和结构进行了观察，用EDXS分析了膜的组成，极化实验结果表明，复合材料的阳极氯化膜具有良好的耐NaCl溶液腐蚀的能力，其腐蚀速度较未处理的基体降低了2个数量级以上。SEM形貌表明，SiC颗粒对膜的生长有阻碍作用，低电流密度下形成的阳极氧化膜膜层较薄，结构致密，孔隙细小，腐蚀实验结果表明该膜层具有更高的耐蚀性，TEM显示，MMC阳极氧化膜的孔隙分布严重不均，在SiC颗粒周围的基体中，孔隙密度较大，孔隙间距较小，孔径也较大，最大可达50nm，这表明阳极氧化膜具有低抗蚀性的结构特征，EDXS分析表明SiC颗粒在阳极氧化过程中会被氧化。     

Creep-Induced Phase Instability and Microstructure Evolution of a Nearly Lamellar Ti-45Al-8.5Nb-(W,B,Y)Alloy

Microstructure degradation and stress-induced transformation of a high Nb-containing TiAl alloy with nearly lamellar microstructure during creep were investigated. Tensile creep experiments were performed at 800, 850 and 900 °C under 150 MPa in air. Microstructures before and after creep tests were examined using scanning and transmission electron microscopy (SEM and TEM). Dislocations within the lamellar structure and β_o(ω) region and twin intersection in massive γ grains were investigated. Dislocation sliding played a critical role in the deformation of ω_o phase, which preferentially occurred on the (0002)ω_o plane. Possible deformation mechanisms were revealed. A stress-induced γ→α₂ phase transformation took place during the creep test at 850 and 900 °C. α₂ lamella could directly decompose into the ω_o phase at 850 °C. The instability of high-temperature microstructure can weaken the creep resistance and promote the plastic deformation of the lamellar matrix, thus could be detrimental to the creep properties. The correlations between creep properties and microstructure instability were discussed.     

定向凝固Al2O3／Al—4.5Cu复合材料显微组织与合金元素的分布

利用ＺＭＬＭＣ定向凝固装置,研究了Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ－４．５Ｃｕ金属基复合材料在不同凝固冷却速度条件下的显微组织和合金元素分布的变化,实验结果表明：当凝固速度ｖ＝１６．７μｍ／ｓ时,Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ－４．５Ｃｕ复合材料基体组织为胞状晶,胞状晶中无颗粒存在;当ｖ＝４９．８μｍ／ｓ时,基体为树枝状晶,颗粒在枝晶中均匀分布,一二,次枝晶间距随着凝固速度的提高而减小。     

退火对Ti-22Al-25Nb/TC11电子束焊接接头组织与拉伸性能的影响

研究退火对电子束焊接Ti-22Al-25Nb/TC11接头组织和拉伸性能的影响。结果表明,在TC11侧热影响区,出现针状α相;而在Ti-22Al-25Nb侧热影响区,出现少量的α₂相和O相;经过退火处理后焊缝区缺陷有小幅度改善,沿晶界出现了细小的点状和针状析出相;焊态的Ti-22Al-25Nb/TC11试样抗拉强度低、塑性差,退火处理后的室温拉伸性能无改善甚至有所降低。要更大程度地消除缺陷、提高性能,只能通过压力加工的方式配合后续热处理才能实现。