TiCp颗粒增强钛基复合材料的强化机理研究

利用ＳＥＭ,ＴＥＭ对ＴｉＣ粒子增强的钛基复合材料的强化方式进行研究,得出：当反应界面厚度控制在０．５μｍ～２μｍ时,界面将起到良好的传递载荷的作用,使粒子承载。当粒子的粒度较小（ｄｐ〈μｍ）,Ｏｒｏｗａｎ强化机制将参与材料强化,而当粒子较大时（ｄｐ〉１μｍ）,阻碍位错滑移。由于两相之间的不均匀变形,在界面形成较高的应力集中,阻碍形变,并可产生形变位错源,使基体中位错增殖,形成位错胞,强化基体。当扩展裂纹遇到ＴｉＣ粒子,使扩展路径发生偏转,增加裂纹扩展能量,提高了材料的强度。     

TiC_p颗粒增强钛基复合材料的强化机理研究

利用 SEM,TEM对 Ti C粒子增强的钛基复合材料的强化方式进行研究 ,得出 :当反应界面厚度控制在 0 .5μm～ 2 μm时 ,界面将起到良好的传递载荷的作用 ,使粒子承载。当粒子的粒度较小 (d P<1μm) ,Orowan强化机制将参与材料强化 ,而当粒子较大时 (d P>1μm) ,阻碍位错滑移。由于两相之间的不均匀变形 ,在界面形成较高的应力集中 ,阻碍形变 ,并可产生形变位错源 ,使基体中位错增殖 ,形成位错胞 ,强化基体。当扩展裂纹遇到 Ti C粒子 ,使扩展路径发生偏转 ,增加裂纹扩展能量 ,提高了材料的强度。     

冷喷涂单颗粒铜在铝基体上的显微结构研究

采用冷喷涂法在铝(Al)基体上沉积单颗粒铜(Cu),利用聚焦离子束/电子束(FIB/SEM)系统精确定位并原位制备了完整单个颗粒Cu沉积在Al基体上的透射样品,分析其显微结构及形成原因。实验结果表明,撞击过程中温度与应力分布不均匀,导致沉积Cu颗粒不均匀形变。Cu/Al界面受影响较大:颗粒动能转化为形变能和热能,打破了界面处氧化膜,使界面附近温度迅速升高,发生动态再结晶,生成金属间化合物Cu_9Al_4;Cu颗粒内距界面越远的区域,受温度和应力的影响越小,其变形主要是通过晶体内位错增殖和移动;沉积颗粒顶部,远离Cu/Al界面,几乎不受应力和温度影响,保持原始显微结构。     

TiC颗粒增强钛基复合材料的制备及其微观组织

采用直接加入TiC粉的方法制备了原位自生TiC增强钛基复合材料，此法与国内研究者常用的加入石墨粉的方法相比，制备的复合材料成分准确，易于控制。制备的复合材料由Ti和TiC相组成，其中TiC为初生树枝状和短棒状共晶组成。TEM研究发现：还存在0．3-0．6μm的规则块状TiC，多分布在晶界上；TiC颗粒与基体界面干净、无反应层，基体中存在较多的位错，且位错线上存在析出物。     

TiC_P/Ti复合材料的熔铸法制备及微观组织研究

用熔铸法制备了原位自生钛合金基复合材料。为减少复合材料的成分波动 ,熔炼前先用混合均匀的TiC粉和铝粉制备TiC Al中间合金 ,然后用中间合金制取复合材料。研究了复合材料中TiC的形貌。结果表明所制备的复合材料的成分易控制 ,波动小。对其TEM的研究表明 ,其TiC形态为初生树枝晶和短棒状共晶 ,此外还发现有 0 3～ 0 6 μm的规则块状TiC颗粒析出 ,多分布在晶界上 ,与基体界面干净 ,无反应层 ,HRTEM也证明不存在反应层。基体中存在较多位错 ,且位错线上有阻碍位错运动的TiC析出物 ,。     

铸态(TiB+TiC)/Ti1100复合材料高温拉伸性能及蠕变行为EI北大核心CSCD

通过XRD、SEM、TEM等表征手段研究(TiB+TiC)/Ti1100复合材料的铸态显微组织、高温拉伸性能和高温蠕变行为。结果表明:(TiB+TiC)/Ti1100复合材料具有典型的网篮组织,通过B_(4)C、C和Ti的反应原位生成了晶须状的Ti B和等轴状的TiC。随着温度的升高,(TiB+TiC)/Ti1100复合材料的极限抗拉强度从766 MPa降低至511 MPa。在实验范围内,(TiB+TiC)/Ti1100复合材料的稳态蠕变速率随温度和应力的升高而降低。根据对相关数据的计算,(TiB+TiC)/Ti1100复合材料的应力指数和激活能分别为3.75和269.5 kJ/mol。结合蠕变后的变形区域组织,可以确定该材料的蠕变过程主要受位错滑移控制。α/β界面是位错滑移的主要障碍,同时TiB、TiC和硅化物也阻碍着位错的运动。β-Ti的大量溶解导致硅化物的形成,并降低了α/β界面对位错的阻碍效果。增强相特别是TiB可以通过承载作用,降低基体中的应力集中从而抑制β-Ti的溶解。     

TiCp／Ti复合材料的熔铸法制备及微观组织研究

用熔铸法制备了原位自生钛合金基复合材料,为减少复合材料的成分波动,熔炼前先用混合均匀的TiC粉和铝制备TiCp-Al中间合金,然后用中间合金制取复合材料,研究了复合材料中TiC的形貌。结果表明所制备的复合材料的成分易控制,波动小。对其TEM的研究表明,其TiC形态为初生树枝晶和短棒状共晶。此外还发现在0．3-0．6μm的规则块状TiC颗粒析出,多分布在晶界上,与其体界面干净,无反应层,HRTEM也证明不存在反应层。基体中存在较多位错,且位错线上有阻碍位错运动的TiC析出物。     

电渣重熔对TiC强化2Cr13不锈钢力学性能和断口的影响

在2Cr13不锈钢中引入TiC颗粒后,室温强度有大幅提高,但塑性和冲击韧性却发生了较大幅度的下降．原位合成的TiC颗粒,尺寸较大且有轻微团聚现象,导致了在拉伸和冲击过程中颗粒易破碎,断裂机制是以TiC增强体失效为主;对TiC强化2Cr13进行电渣重熔后,综合性能得到了改善,TiC颗粒变小且分布变均匀,在拉伸和冲击过程中颗粒不易破碎,断裂机制是以TiC与基体的界面失效为主．     

电渣重熔对TiC强化2Cr13不锈钢学性性能和断口的影响

在2Cr13不锈钢中引入TiC颗粒后,室温强度有大幅提高,但塑性和冲击韧性却发生了较大幅度的下降.原位合成的TiC颗粒,尺寸较大且有轻微团聚现象,导致了在拉伸和冲击过程中颗粒易破碎,断裂机制足以TiC增强体失效为主;对TiC强化2Cr13进行电渣重熔后,综合性能得到了改善,TiC颗粒变小且分布变均匀,在拉伸和冲击过程中颗粒不易破碎,断裂机制是以TiC与基体的界面失效为主.     

金属轧制复合过程微观变形行为的分子动力学建模及研究

基于分子动力学方法研究金属层合板轧制复合过程界面区材料的微观变形行为,从力学性能和位错运动的角度,对比研究双金属FeCrNi/Fe与单金属的压缩变形,揭示非共格界面对金属微观变形行为的影响。结果表明,双金属模型与2种单金属模型在应力-应变关系和变形行为规律方面都存在明显差异;由于复合界面的存在,变形过程中双金属模型纯Fe基体中的位错在界面附近积累,界面原子的局部剪切作用使FeCrNi基体中的位错形成变得容易,降低了FeCrNi基体的屈服强度;复合界面对于变形过程中位错传播的阻碍作用,使材料抵抗塑性变形的能力得到提高,变形过程中2种金属基体内位错密度的交替变化导致2种金属基体的变形量也对应呈现交替变化的特殊现象。     

非比例加载下Zr-4合金的宏观响应及其微观机理

研究了Zr-4合金在双向拉-拉复合加载过程中,沿不同非比例加载路径下,材料塑性变形行为及其微观机理结果表明,加载路径的突然变化,引起应力矢量较应变增量矢量滞后．宏观应力响应表现为瞬时软化,随后重新强化特征,变形软化和重新强化的程度及其变化率与转折角大小及转折方向有关．电镜观察表明,单调折线加载后形成两组平行的位借线;有约束单轴循环变形后形成了平行的位错线;双三角形路径下,在平行的位错墙内部形成了许多位错线;椭圆和圆形路径下有形成位错胞的趋势.     

非比例加载Zr—4合金的宏观响应及其微观机理

研究了Ｚｒ－４合金在双向拉－拉复合加载过程中,沿不同非比例加载路径下,材料塑性变形行为及其微观机理。结果表明,加载路径的突然变化,引起应力矢量较应变增量矢量滞后,宏观应力响应表现为瞬时软化,随后重新强化特征,变形软化和重新加化的程度及其变化率与转折角大小及转折方向有关。电镜观察表明,单调折线加载后形成两组平行的位错线;有约束单轴循环形后形成了平行的位错线;双三角形路径下,在平行的位错墙内部形成了诜     

Al_2O_3-ZrO_2-Spinel三元纳米复相陶瓷超塑性变形及组织演变

采用真空热压烧结工艺制备了三元纳米复相陶瓷并进行了超塑性压缩试验.结果表明:纳米复相陶瓷中的第二相在烧结和变形过程中有效地阻止了基体Al_2O_3的晶粒长大.在1650 ℃材料表现出良好的高应变速率超塑变形能力,变形抗力小于30 MPa.微观组织观察表明由于变形过程中存在有益压应力,材料变形后晶界处未出现空洞,经变形量为60%的压缩变形后材料中存在较高密度的位错,位错主要存在于尖晶石和氧化锆第二相中,基体Al_2O_3的晶粒仍为等轴状,表明位错运动对晶界滑移起到了积极地协调作用.     

TiC金属陶瓷/铸铁钎焊接头热应力的有限元模拟

研究了采用Ag-Cu-Zn钎料在1173K温度下钎焊TiC金属陶瓷与铸铁时，接头在冷却过程中的热应力最大值和应力集中区。模拟结果表明，在冷却过程中，铸铁／TiC金属陶瓷接头的剪应力主要集中在界面端点处，且剪应力的最大值出现在Ag-Cu-Zn／TiC金属陶瓷界面处。TiC金属陶瓷下表面的拉应力最大值出现在TiC金属陶瓷的端点处，且随着连接温度的降低拉应力的最大值逐渐降低。TiC金属陶瓷下表面的压应力最大值出现在TiC金属陶瓷中部，且随着连接温度的降低压应力值逐渐增加。     

激光熔覆TiC_p/Ni合金涂层中界面结构及界面硬度与弹性模量分布

利用激光熔覆制备了两类ＴｉＣｐ／Ｎｉ合金涂层与自生ＴｉＣｐ涂层不同,在添加ＴｉＣｐ涂层中,ＴｉＣｐ与基体界面处观察到 ＴｉＣ外延生长及 ＣｒＢ．相利用纳米硬度仪研究了涂层中 ＴｉＣｐ与基体的界面硬度 Ｈ及弹性模量 Ｅ的分布添加 ＴｉＣｐ与基体相界面加载的曲线存在位移突进（ｐｏｐ－ｉｎ）现象;原位ＴｉＣｐ界面附近加载曲线不存在ｐｐｐ－ｉｎ现象．原位ＴｉＣｐ相界面附近 Ｈ及 Ｅ较高并呈现连续梯度分布特征,表明原位ＴｉＣｐ界面具有高的刚度与强韧性．     

Cyclic Fatigue Fracture Behavior of Spray-Deposited SiCp/Al-Si Composite

The cyclic fatigue characteristics of spray-deposited SiC_p/Al-Si composite were investigated in comparison with the unreinforced Al-Si alloy. The as-extruded specimens were cyclically deformed with fully reversed loading under a range of total strain amplitudes. The results show that the cyclic response characteristics for the reinforced and unreinforced materials are similar to each other. Both the composite and matrix alloys display cyclic hardening under total strain amplitude of 0.35-0.5%. Otherwise, the composite exhibits higher degree of strain hardening than that of the matrix alloy. Dislocation substructure developed during cyclic deformation was analyzed using transmission electron microscopy. The discrepancy between dislocation substructures obtained from processing compared to its development during cyclic strain loading is thought to give rise to the observed cyclic stress response behavior. Fractographic analysis shows that particle/matrix debonding and particle cracking are the main mechanisms of failure in the SiC particle-reinforced composite.     

原位合成TiC和TiB增强钛基复合材料的微观结构与力学性能

利用钛与Ｂ４Ｃ之间的自蔓延高温合成反应经普通的熔钐工艺原位合成制备了ＴｉＣ、ＴｉＢ增强的钛基复合材料。光学金相、ＥＰＭＡ、ＴＥＭ和Ｘ射线衍射的研究结果表明：存在匠两种不同形状的增强体,即短纤维状ＴｉＢ晶须和等轴、近似等轴状ＴｉＣ粒子。ＴｉＢ、Ｔｉ基体界面洁净,没有明显的界面反应,而ＴｉＣ、Ｔｉ基体界面有非化学配比的ＴｉＣ过度层存在。由于增强体承受载荷,基体合金晶粒细化以及高密度位错的存在,制备钛基     

亚共晶白口铸铁塑性变形行为的观察和分析

用金相显微镜，扫描电镜和透射电镜对经锻造和轧制等塑性变形的亚共晶白口铸铁组织进行了观察和分析，提示了共晶碳化物和基体的塑性变形行为，特别展示了被认为不能性变形的硬脆相共晶碳化物在变形应力驱使下由位错的运动，晶体滑移，扭转进行塑性变形的机制。为菜氏体钢铁材料塑性变形的研究提供了科学的证据。     

易切削Cu-Zn-Se-Bi-Sn合金动态再结晶机制与位错组态

采用H800透射电镜观察了不同变形量条件下Cu-Zn-Se-Bi-Sn合金的热变形组织。研究发现,在不同变形量的Cu-Zn-Se-Bi-Sn合金中分别出现了位错网、位错墙及位错胞三种位错组态。当变形量为2%时,在Cu-Zn-Se-Bi-Sn合金晶粒内部某些区域形成明显的位错网;变形量达到20%时,位错开始在原始晶界附近规整化排列,并在一些区域内排列成整齐的位错墙,同时出现亚晶界的离解与亚晶间聚合;当变形量达到80%时,出现了明显的动态再结晶亚晶聚合形核。     

TiC颗粒增强钛基复合材料细观动态力学性能

基于不动点迭代法提出宏细观多尺度计算方法对颗粒增强钛基复合材料的静动态力学性能进行研究。采用该多尺度计算方法可以将复合材料的宏观力学性能与材料的微观结构相联系,通过迭代法从宏观角度为单胞模型提供真实的物理边界条件,将该边界条件施加到单胞有限元模型,对其进行有限元分析可最终获得复合材料的宏观力学性能。在与试验结果比较的基础上,预测颗粒形状、颗粒的体积分数、颗粒大小以及界面强度对TiC颗粒增强钛基复合材料静动态力学性能的影响,为颗粒增强钛基复合材料力学性能的优化设计提供依据。