TiC/NiCrMoAlTi金属陶瓷烧结过程研究

用DTA方法研究了TiC/NiCrMoAlTi金属陶瓷复合材料体系烧结过程,结果表明：温度升高到590－665℃,Al与Ni发生反应,生成NiAl3,Ni2Al3,NiAl和Ni3Al,继续升温到体系出现液相时,除NiAl外的其它产物均以[Al]和[Ni]形式溶于液相中,在随后冷却阶段,在粘结相基体中沉淀析出金属间化合物Ni3Al。该金属陶瓷体系真空烧结液相出现温度约为1330℃。     

B4C/TiC/Mo陶瓷复合材料的力学性能和微观结构

采用热压法制备了B4C/TiC/Mo陶瓷复合材料,分析了烧结工艺和TiC含量对B4C/TiC/Mo陶瓷复合材料力学性能和显微结构的影响.当烧结参数为1900℃,45min,35MPa时,85.3%(质量分数,下同)B4C/10%TiC/4.7%Mo陶瓷复合材料的抗弯强度、韧性、硬度和相对密度分别为705MPa,3.82MPa·m1/2,20.6GPa,98.2%.添加的TiC在烧结过程中与B4C发生化学反应生成了TiB2,利用生成的TiB2与添加的Mo协同增韧补强B4C/TiC/Mo陶瓷复合材料.     

用原位反应法制备的TiC/2618复合材料的微观结构研究

通过金相实验、透射电子显微镜和扫描电子显微镜对原位反应法（ＸＤ法）制备的ＴｉＣ（６％）（质量分数））／２６１８复合材料的显微结构和断口形貌进行了分析。结果表明：ＸＤ法制备的ＴｉＣ（６％（质量分数））／２６１８复合材料中,ＴｉＣ颗粒细小（约０．６５μｍ〈１μｍ）,表面光洁,分布基本均匀、且与基体结合良好,这对提高材料的力学性能有利;复合材料的断口基本由细小韧窝组成,其断裂属于韧性断裂。     

聚乙烯/凹凸棒石纳米复合材料的微观结构与力学性能

对原位配位聚合法制备的聚乙烯/凹凸棒石纳米复合材料的亚微形态与力学性能进行了研究。建立了二者之间的联系，并与相同原料，相同组分的熔体共混纳米复合材料进行了比较；认为这种新型材料中无机纤维与有机大分子间的“梳型结构”导致了大量凝胶的出现，而纳米纤维在聚合物基体中的均匀分布以及组分间很强的相互作用是材料高性能表现的根本原因。     

Ti/Nb作中间层脉冲加压扩散连接TiC金属陶瓷与不锈钢

用Ti/Nb作中间层,在温度890℃、时间4~12min、脉冲压力2~10MPa、频率f=0.5Hz、恒压10MPa下,对TiC金属陶瓷和304不锈钢(304SS)进行脉冲加压与恒压扩散焊,获得了牢固的固相扩散焊接头。通过扫描电镜SEM、能谱EDS、X射线衍射XRD与剪切性能测试,对接头的显微组织、界面产物与强度进行分析。结果显示:两种接头的界面物相相似,主要有σ相,(β-Ti,Nb)与α+β-Ti固溶体。连接时间10min时,恒压下的TiC/304SS接头抗剪强度为55.6MPa,而脉冲加压下的接头抗剪强度达110MPa。恒压下接头断裂方式为TiC陶瓷断裂,而脉冲压力下接头断裂方式为TiC陶瓷与界面产物间交替进行的混合断裂。     

两种双基体C/C复合材料的微观结构与力学性能

借助偏光显微镜、扫描电镜以及力学性能测试研究了两种双基体C/C复合材料的微观结构与力学性能。结果表明:基体碳在偏光显微镜下呈现出热解碳的光滑层组织,沥青碳的各向同性、镶嵌和流域组织。在SEM下普通沥青碳为"葡萄状"结构,中间相沥青碳为片层条带状结构。具有多层次界面结构的材料可以提高材料的弯曲强度,改善材料的断裂韧度,两种材料在载荷-位移曲线中载荷为台阶式下降,呈现出假塑性断裂特征。材料A和材料B的弯曲强度分别为206.68,243.66MPa,断裂韧度分别为8.06,9.66MPa·m1/2,材料B的弯曲强度、断裂韧度均优于材料A。     

原位合成TiC颗粒增强铁基复合材料的微观结构研究

采用不同化学成分基体制备了原位合成ＴｉＣ颗粒增强铁基复合材料,并以透射电镜为手段对其微观结构进行了分析研究,结果表明,ＴｉＣ增强相周围基体组织与基体含碳量有关,基体中较高的含碳量有助于抑制Ｆｅ２Ｔｉ相的形成,在含钼基体中ＴｉＣ增强相与基体之间存在一富钼的包覆层,进一步改善了基体对碳化钛的润湿性,有利于增强体在基体中的均匀分布。     

双基体炭/炭复合材料的微观结构与力学性能

借助偏光显微镜、扫描电镜,透射电镜以及力学性能测试研究了微观结构对双基体炭/炭复合材料力学性能的影响.结果表明:基体炭在偏光显微镜下呈现光学各向异性,材料内部形成多层次的界面结构,热解炭呈现"皱褶状"片层结构,中间相沥青炭呈现片层条带状结构,基体炭片层的走向基本上平行于纤维轴向.材料受载破坏时裂纹通过改变扩展路径而延缓其扩展速度,在纤维-基体界面处以及基体炭片层之间引起滑移,在断口形貌上体现出锯齿状的断裂形式,材料具有韧性断裂的特征,抗弯强度最高可达223MPa.     

氧化石墨烯/铜基复合材料的微观结构及力学性能

采用球磨和真空热压烧结方法成功制备氧化石墨烯/铜复合材料。利用OM,SEM,XRD,显微硬度计和电子万能试验机等分析球磨后的复合粉形貌,研究氧化石墨烯添加量对复合微观结构及力学性能的影响。结果表明:制备的氧化石墨烯/铜基复合材料组织致密,氧化石墨烯以片状形态较均匀地分布在铜基体中,并与铜基体形成良好的结合界面。氧化石墨烯质量分数为0.5%时,复合材料的综合力学性能较好,显微硬度和室温压缩强度分别为63HV和276MPa,相对于纯铜基体分别提高了8.6%和28%。其强化机理为剪切应力转移强化、位错强化和细晶强化。     

Microstructure and Mechanical Properties of Tic/NiCrMo Cermets Produced by Liquid Sintering Technique

The effect of M additions on the microstructure and mechanical properties of TiC-based cermet produced by li oquid sintering method of powder metallurgy was investigated. The Mo content was varied between 0 and 0.8 wt.%, in 0.2wt.% increments. These flaws drastically decreased with increasing Mo content. As in conventionally produced materials, Mo was found preferentially on the carbide phase. Mo-rich regions due to incomplete dissolution of large Mo agglomerates were observed.     

SD成型剂对Ti(C,N)基金属陶瓷显微结构和力学性能的影响

采用低压烧结的方法制备Ti(C,N)基金属陶瓷材料,并结合C、N、O分析,XRD、BSE、EDS等测试手段研究了SD成型剂对Ti(C,N)基金属陶瓷合金的C含量、相组成及显微结构和力学性能的影响。结果表明,随着SD成型剂添加量的增加,脱胶后压坯的C含量逐渐增加,N含量逐渐减小;烧结后Ti(C,N)基金属陶瓷由(Ti,Me)(C,N)(Me=W、Mo、Ta)和Ni/Co固溶体相组成;显微组织以黑芯-白环结构为主,并伴随着少量白芯-灰环的结构。SD添加量为100mL/kg时,Ti(C,N)基金属陶瓷材料的抗弯强度达1929MPa,硬度为1588HV30,添加量为180mL/kg时,合金组织中石墨相的出现使其抗弯强度大幅度下降。     

低碳微合金直接淬火钢的组织与力学性能

为了提高低碳直接淬火钢的强韧性能,对一种低碳Nb-V微合金钢进行了轧后直接淬火(DQ)和再加热淬火(RQ)热处理实验,分析了低碳直接淬火钢的的强韧化机理.采用光学显微镜、透射电子显微镜、硬度计、拉伸试验机以及冲击试验机研究了轧后热处理工艺对低碳Nb-V微合金钢组织和力学性能的影响.结果表明,DQ工艺钢马氏体板条间距细小,含有较多的位错亚结构,因此具有较高的强度和韧性.DQ工艺钢马氏体中的大量位错,促进了碳化物弥散析出,产生了显著的二次硬化效果.由于基体中固溶的Nb、V等元素推迟淬火马氏体在回火过程中的各种转变,以及回火时析出的细小弥散碳化物抑制马氏体铁素体回复、再结晶过程,DQ工艺钢表现出较高的回火稳定性.     

电子束重熔对机械合金化法制备TiC/Ti复合涂层组织及摩擦性能的影响

对机械合金化（MA）法制备的TiC/Ti复合涂层进行电子束重熔处理,分析了经过不同电子束扫描速度的重熔工艺后TiC/Ti复合涂层组织和耐磨性能的变化规律。结果表明,当扫描速度为5~15 mm/s时,重熔处理消除了MA法制备的TiC/Ti复合涂层中的孔隙和裂纹,使其硬度与耐磨性能显著提高;但扫描速度过快（20 mm/s）时,TiC/Ti复合涂层内部出现重熔导致的孔洞缺陷。随着扫描速度由5 mm/s增加至15 mm/s,重熔后TiC/Ti复合涂层中的TiC相由粗大树枝状晶体逐渐转变为弥散分布的短棒和颗粒状晶体,弥散强化作用和固溶强化作用逐渐增强,TiC/Ti复合涂层的硬度由重熔前HV 554逐渐提高至HV 783,磨损速率由5.93×10-4 mm3（N·m）-1逐渐下降至1.75×10-4 mm3（N·m）-1,扫描速度为15 mm/s重熔后TiC/Ti复合涂层的性能最佳。      

自生TiC颗粒增强钛基复合材料的研究进展

从自生TiC颗粒增强钛基复合材料（PTMCs）的制备方法、微观组织及界面结构、性能和应用与展望4个方面论述了自生TiC颗粒增强钛基复合材料的研究进展。重点介绍了近年来PTMCs的一些制备方法及在室温、高温时的力学性能。     

TiCp/H13(4Cr5MoV1 Si)复合材料的显微组织和力学性能

用熔铸工艺过程中的原位反应合成方法制备了含ψ（TiC)为5％颗粒增强的H13钢基复合材料,实验结果表明,用本文工艺制备的复合材料工艺性能优良,易于加工成形,显微组织中TiC颗粒分布均匀,没有出现颗粒的团聚及由于TiCP颗粒引入而形成的组织缺陷,TiC颗粒的加入能有效地提高材料的常温、高温强度和耐磨性能,但在一定程度上降低了材料的塑性和冲击韧性。     

添加固体润滑剂的Al2O3/TiC陶瓷材料力学性能和显微结构

采用热压工艺制备了添加固体润滑剂MoS2、BN、CaF2的Al2O3/TiC陶瓷材料,测量了其力学性能和分析了其显微结构.结果表明,添加固体润滑剂的Al2O3/TiC陶瓷比未添加时的力学性能有大幅下降,其中Al2O3/TiC/CaF2陶瓷材料的力学性能最好,当CaF2含量为10%时,Al2O3/TiC/CaF2陶瓷材料的强度和硬度最高,分别达到了589MPa和HV1537;而添加BN的Al2O3/TiC陶瓷材料的力学性能最差.XRD衍射结果和微观结构显示,添加MoS2的Al2O3/TiC材料中的MoS2发生分解,基体中存在较多的气孔;添加BN的Al2O3/TiC材料中的BN与Al2O,反应生成AlN,造成大量裂纹的产生,致使材料的强度和硬度都大幅下降;Al2O3/TiC/CaF2陶瓷材料中的CaF2在烧结过程中没发生化学反应,复合材料晶粒大小均匀,基体组织成网状结构,有利于提高材料的强度.     

Effect of TiC Content on Mechanical Properties and Microstructure Evolution of TiC/Inconel 718 Functionally Gradient Materials by Direct Energy Deposition

TiC/Inconel 718 functionally gradient materials are prepared by direct energy deposition technology. The effect of TiC content on microstructure and mechanical properties of TiC/Inconel 718 functionally gradient materials is studied. With the increase of TiC content, the microhardness and carbide grain of the specimen are improved, and the density is reduced. The grain of the specimen changes from columnar dendrites to equiaxed crystal, and the equiaxed crystal size is decreased with the increase of TiC content. However, when TiC content is above 10 wt%, the number and size of the Laves phase, coarse TiC primary, and TiC secondary dendrite are increased which causes the generation of cracks. When the TiC content is above 5 wt%, the size of carbide and the number of cracked UMT increase and the impact toughness decreases. Therefore, the optimal maximum TiC content of TiC/Inconel 718 functionally gradient materials is 5 wt% when the laser power is 2200 W.     

Ti-C含量对多孔TiC/FeAl复合材料孔型结构和力学性能的影响

以尿素为造孔剂,利用自蔓延高温合成技术制备了多孔TiC/FeAl复合材料,主要考察了Ti-C含量（质量分数为15wt%~35wt%）对多孔TiC/FeAl复合材料孔型结构和压缩性能的影响。当Ti-C含量不高于25wt%时,多孔TiC/FeAl复合材料由毫米孔和孔壁微孔组成规则的复合孔型结构。相互连通的毫米孔产生于尿素颗粒的挥发和液相迁移;微孔尺寸为10~50 μm,产生于Fe-Al-Ti-C粉末的自蔓延过程,孔径随Ti-C含量的增加而增大。通过调整尿素的体积分数,多孔TiC/FeAl复合材料的孔隙率可控制在56.64%~85.35%。当Ti-C含量不高于25wt%时,多孔TiC/FeAl复合材料的抗压强度随Ti-C含量的增加而增大。当Ti-C含量高于25wt%时,多孔TiC/FeAl复合材料壁面微孔形状很不规则,且抗压强度下降。孔隙率约为64.3%时,多孔Fe-Al金属间化合物和TiC/FeAl复合材料（Ti-C含量为25wt%）的抗压强度分别为20.03 MPa和66.68 MPa,对应的应变值分别为4.77%和8.21%。另外,多孔TiC/FeAl复合材料的压缩性能可用Gibson-Ashby模型来解释。     

SHS/PHIP制备TiC-Fe金属陶瓷的微观组织研究

对SHS/PHIP技术制备出的TiC-Fe金属陶瓷的微观组织结构进行了分析和研究。结果表明,TiC与Fe之间有一扩散层,随着Fe含量的增加,扩散层厚度和颗粒尺寸减小,且反应趋于不完全,TF40金属陶瓷中发现以石墨为主的板条状组织。在Fe粘结相中发现少量析出相Fe₂Ti;TiC晶粒中存在大量位错。