TiC/A1-4.5Cu原位复合材料的相结构特征

采用熔体接触反应法制备了TiC/Al-4.5Cu复合材料,通过光学显微镜、透射电镜等,对TiC颗粒增强Al-4.5Cu原位复合材料的相结构进行分析。结果表明,5%TiC/Al-4.5Cu原位复合材料的主要增强相为TiC;TiC弥散分布在α-Al基体中,与基体结合良好且界面光滑。在5%TiC/Al-4.5Cu原位复合材料中TiC呈球形或近球形,颗粒细小,其尺寸约为0.1～0.5μm;而在5%TiC/Al-4.5Cu-ХMg原位复合材料中TiC呈规则六边形,颗粒较大,其尺寸约为0.5～0.8μm。     

原位合成5TiB2/Al-4.5Cu复合材料的组织及性能

采用机械搅拌辅助混合盐法制备了TiB₂质量分数为5%的Al-4.5Cu复合材料，借助光学显微镜、XRD、SEM、DES和TEM等手段对复合材料微观组织进行观察和分析，并通过拉伸试验测试了其力学性能。结果发现，TiB₂颗粒通过产生位错塞积、位错环以及增加位错密度等方式阻碍位错的运动来强化基体合金。添加5%的TiB₂的Al-4.5Cu合金屈服强度和抗拉强度比Al-4.5Cu合金分别提高了68.94%和32.65%,伸长率降低了45.56%,但其综合力学性能仍提高了11.33%。     

压铸TiC/AlSiCuMg复合材料的制备和性能

利用熔铸 -原位反应和压铸成形技术制备了TiC/AlSi9Cu1.4Mg0 .5复合材料 ,测试了复合材料的力学性能。结果表明 :TiC/AlSi9Cu1.4Mg0 .5复合材料的室温抗拉强度为 3 5 4MPa ,比基体合金提高 2 6% ;2 60℃时复合材料的抗拉强度为2 72MPa ,比基体合金提高 46%。复合材料的伸长率与AlSi9Cu1.4Mg0 .5合金相当     

压铸TiC／AlSiCuMg复合材料的制备和性能

利用熔铸－原位反应和压铸成形技术制备了TiC/AlSi9Cul.4Mg0.5复合材料,测试了复合材料的力学性能。结果表明：TiC/AlSi9Cu1.4Mg0.5复合材料的室温抗拉强度为354MPa,比基体合金提高26％;260℃时复合材料的抗拉强度为272MPa,比基体合金提高46％。复合材料的伸长率与AlSi9Cu1.4Mg0.5合金相当。     

铜与氧化石墨烯协同增强钛基复合材料显微组织及性能研究

通过放电等离子烧结(SPS)技术制备铜(Cu)和氧化石墨烯(GO)协同增强的钛基复合材料(GO/Cu/TA1),研究了氧化石墨烯和Cu元素对钛基复合材料组织、硬度及拉伸性能的影响。结果表明：GO/Cu/TA1复合材料晶内析出金属间化合物Ti_2Cu相,晶界处存在非连续分布的TiC颗粒。复合材料的抗拉强度和屈服强度较TA1纯钛分别提高了66%和82%,显微硬度提升了58.4%,且延伸率保持在15%左右。硬度及强度的提升归因于晶界处分布的TiC颗粒与晶内析出的金属间化合物Ti_2Cu相的协同强化作用。     

原位反应温度对TiC/Al-4.5Cu复合材料组织与力学性能的影响

通过预制块在铸造Al-4.5Cu合金熔体中的自蔓延反应来制备TiCp/Al-4.5Cu复合材料,考察原位反应温度对该复合材料组织与力学性能的影响。结果表明,原位反应温度为950℃时所制备的复合材料力学性能较优;TiC颗粒呈小圆片状,与基体结合良好,无其他有害相生成。原位反应温度为900℃和1 000℃时所制备的复合材料组织中都有产生针状Al3Ti的倾向。     

TiAl_3相对原位TiC/Al-4.5Cu复合材料高温磨损行为的影响

采用接触反应法制备了原位TiC/Al-4.5Cu复合材料,研究了微观组织中TiAl_3相对复合材料100~250℃高温下干摩擦磨损行为的影响。结果表明:高温下原位TiC/Al-4.5Cu复合材料磨损量均随载荷(15~55 N)增加而增加,但含TiAl_3相的复合材料磨损量始终较高。当载荷大于35 N,复合材料存在一个磨损加剧的临界转变温度;含TiAl_3相的复合材料该临界转变温度较低。TiAl_3相的存在降低了复合材料的耐磨性。     

粉末冶金结合多向锻造制备TiC_p/Mg复合材料的组织和性能研究

以TiC粉末和Mg粉为原料,经粉末冶金和多向锻造工艺制备TiC_p/Mg基复合材料。探讨了多向锻造、退火温度对TiC_p/Mg基复合材料组织的影响。采用室温拉伸试验分析多向锻造、退火温度和加入不同质量分数的TiC颗粒对TiC_p/Mg基复合材料力学性能的影响。结果表明,锻前材料组织相对疏松,TiC颗粒分布不均匀、出现团聚现象,而锻后材料组织致密,TiC颗粒团聚现象明显改善,退火后的复合材料中孔隙进一步愈合。多向锻造和退火对复合材料抗拉强度都有不同程度提高;随着TiC质量分数的增加,TiC_p/Mg基复合材料的抗拉强度增加。     

TiC／Al-4．5Cu原位复合材料的相结构特征

采用熔体接触反应法制备了TiC／Al-4．5Cu复合材料,通过光学显微镜、透射电镜等,对TiC颗粒增强Al-4．5Cu原位复合材料的相结构进行分析。结果表明,5％TiC／Al-4．5Cu原位复合材料的主要增强相为TiC;TiC弥散分布在α-Al基体中,与基体结合良好且界面光滑。在5TiC／Al—4．5Cu原位复合材料中TiC呈球形或近球形,颗粒细小,其尺寸约为0．1～0．5μm;而在5％TiC／Al—4．5Cu—XMg原位复合材料中TiC呈规则六边形,颗粒较大,其尺寸约为0．5～0.8μm。     

原位增强TiB2/Al-4.5Cu复合材料的组织与力学性能

通过不同配比的混合盐体系(K2TiF6-KBF4-Na3AlF6-Al-4.5Cu )制备原位增强TiB2/Al-4.5Cu复合材料,分析该复合材料的凝固组织,测试其力学性能,并与基体合金进行对比.结果表明:K2TiF6-KBF4-Na3AlF6在Al-4.5Cu合金熔体中能够反应生成弥散分布的TiB2颗粒,从而起到细化和强化基体的作用.当K2TiF6和KBF4混合物加入量w为基体的20%时,复合材料的力学性能最优,抗拉强度σb达到414.3 MPa,伸长率δ为4.2%,硬度HB为132,分别比基体提高54%,35%,40%.     

合金元素对电弧熔炼TiC/Ti-6Al-4V复合材料中TiC生长形态的影响

采用非自耗电弧熔炼制备含不同微合金元素的10vol%TiC/Ti-6Al-4V复合材料,研究不同的微量合金元素对复合材料中TiC形态的影响。结果表明,原始铸态复合材料中TiC形态主要是粗大且发达的枝晶状。而基体中加入0.3%(质量分数, 下同)的Sn元素后,TiC生长被抑制,TiC形态变为细小分散的颗粒状;0.3%的Ni被加入后,增大了TiC的结晶区间,使TiC枝晶生长变得更加发达;而0.3%的Nb元素的加入,则减小了TiC的结晶区间,从而减少了初晶TiC数量,促进了共晶TiC的形成     

Abrasive Wear Behavior of In Situ TiC Reinforced with Al-4.5%Cu Matrix

The present work deals with the investigation on weight loss and coefficient of friction of TiC reinforced Al-4.5%Cu in situ metal matrix composites. Experiments were conducted using pin-on-disc apparatus against abrasive paper by varying the applied load, sliding distance, and weight percentage of TiC. The results indicated significant improvement in the mechanical properties and wear resistance of experimental composites as compared to the parent metal matrix. The percentage of porosity though increased with increasing TiC reinforcement. The variation of weight loss of composites increased linearly with increasing applied load and sliding distance, whereas decreased with increasing weight percentage of TiC reinforcement. The coefficient of friction decreased linearly with increasing applied load and TiC reinforcement. SEM micrographs of worn surfaces show a well compacted transfer layer of wear debris along with wear track over the sliding surface. Grooves, delamination, and crack propagation were also observed in all test samples. The effective depth of penetration and size of debris was seen to reduce with increasing wt.% of TiC reinforcement in metal matrix.     

Al-Cu-Co十次准晶颗粒增强铝基复合材料的微观组织和制备中的相转变

采用电弧炉熔炼配置成分为Al65Cu15Co20十次准晶合金锭,并以Al65Cu15Co20准晶颗粒为增强相,Al-4.5%Cu合金为基体,采用熔体机械搅拌法制备准晶颗粒增强铝基复合材料.利用XRD、SEM及EDS分析Al65Cu15Co20准晶合金及颗粒增强铝基复合材料的相成分、微观组织及各组成相的分布,并详细分析准晶颗粒加入熔体前后的形貌、相成分和结构的变化.由于准晶颗粒与熔体之间的相互扩散作用,使得准晶颗粒加入熔体后迅速失稳,其形貌则由加入前的不规则多边形状转变成块状和板条状,并发生如下相转变:D-Al62.10Cu17.46Co20.44→θ-Al79.58Cu1.10Co19.32,在随后的凝固过程中,由于"界面推移效应"使得θ相沿晶界处均匀分布.     

挤压铸造铝基复合材料凝固偏析研究

挤压铸造制备了Al2O3，f／Al—4．5Cu复合材料，研究了不同冷却速度对复合材料凝固偏析的影响，提出偏析计算式来预测复合材料中的偏析情况。结果表明：由纤维间隙中心至纤维／基体界面或晶界处存在渐增的溶质浓度梯度：随冷却速度的加大，复合材料中偏析加剧；通过偏析模型计算可预测不同凝固条件下复合材料中偏析情况。     

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-6AI-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-6AI-4V复合材料的界面反应，发现在SiC纤维的C涂层和Ti-6AI-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．6AI．4V的界面反应产物，从SiC纤维到Ti-6AI-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。     

原位增强铸造Al-4.5Cu合金人工海水腐蚀行为的研究

研究用混合盐法制备的(TiB2 Al3Ti)/Al-4.5Cu原位复合材料在人工海水中的腐蚀行为,并与基体合金进行对比。结果表明,(TiB2 Al3Ti)/Al-4.5Cu原位复合材料在人工海水中比基体合金有较大的腐蚀敏感性;其腐蚀机制以点蚀为主,增强相颗粒在晶界的偏聚使其也出现晶间腐蚀;该原位复合材料在pH为7.0的人工海水中耐蚀性,比在pH为8.2的人工海水中好。     

脉冲磁场下制备半固态铝铜合金坯料的研究

采用脉冲磁场技术制备了半固态Al-4.5Cu合金坯料,考察了冷却速度和脉冲频率对半固态坯料初生α-Al相形貌和尺寸的影响.结果表明,利用脉冲磁场处理可以制备出初生α-A1相为细小的近球状颗粒的半固态Al-4.5Cu合金坯料.初生α -Al相平均晶粒尺寸和平均形状系数分别随着冷却速度的减小和脉冲频率的增加而相应的减小和增加.但当冷却速度减小到20℃/min,脉冲频率增大到10 Hz时,半固态组织有所粗化.当冷却速度为40℃/min,脉冲频率为6 Hz时,半固态Al-4.5Cu合金坯料初生α-Al相平均晶粒尺寸最小,形貌最为圆整,适合于半固态成形.     

Relationships Between Abrasive Wear, Hardness, and Grinding Characteristics of Titanium-Based Metal-Matrix Composites

The objective of this work was to support the development of grinding models for titanium metal-matrix composites (MMCs) by investigating possible relationships between their indentation hardness, low-stress belt abrasion, high-stress belt abrasion, and the surface grinding characteristics. Three Ti-based particulate composites were tested and compared with the popular titanium alloy Ti-6Al-4V. The three composites were a Ti-6Al-4V-based MMC with 5% TiB₂ particles, a Ti-6Al-4V MMC with 10% TiC particles, and a Ti-6Al-4V/Ti-7.5%W binary alloy matrix that contained 7.5% TiC particles. Two types of belt abrasion tests were used: (a) a modified ASTM G164 low-stress loop abrasion test, and (b) a higher-stress test developed to quantify the grindability of ceramics. Results were correlated with G-ratios (ratio of stock removed to abrasives consumed) obtained from an instrumented surface grinder. Brinell hardness correlated better with abrasion characteristics than microindentation or scratch hardness. Wear volumes from low-stress and high-stress abrasive belt tests were related by a second-degree polynomial. Grindability numbers correlated with hard particle content but were also matrix-dependent.     

原位TiB2/Al-5Cu复合材料的固溶时效行为

采用KBF4和K2TiF6混合盐反应工艺制备了原位TiB2颗粒增强Al-5Cu复合材料。运用XRD,扫描电镜和维氏硬度测量仪等材料分析手段研究了复合材料的微观组织和固溶时效行为。研究结果表明,原位内生TiB2颗粒不仅显著细化了复合材料的凝固组织,而且使材料的硬度明显提高。TiB2颗粒的引入加速了复合材料的时效进程,这是由于TiB2颗粒与基体合金的热膨胀系数差别较大,固溶淬火时由热错配产生的空位和高密度位错促进了过渡相的形核和长大。