TiCp在锌合金液中均匀化过程的分析

利用XD^TM法制备了高颗粒含量的Al/TiC预制合金。并采用自制的实验装置对Al／TiC预制合金中的TiC颗粒在静止锌液中的均匀化过程进行了实验研究与分析，建立了TiC颗粒在锌液中均匀化过程的模型。结果表明：当锌液温度低于铝的熔点时，Al/TiC预制合金置于锌液后，发生锌向Al/TiC合金中的扩散，引起Al／TiC合金表层内液相线温度的降低，当这层内Al-Zn合金的液相线温度等于或低于锌液的温度时，Al-Zn合金便处于熔融状态，使TiC颗粒从Al／TiC合金块上脱落，脱落下来的TiC颗粒不断地向锌液内部传输，最终将均匀分布在锌液中。     

原位反应近液相线铸造TiCp／7075铝基复合材料的制备

采用原位反应近液相线铸造方法制备含有少量原位TiC颗粒的7075铝基复合材料,通过透射电镜观察合金中的原位TiC颗粒的分布与形貌,并利用平均截线法测量晶粒尺寸,研究原位颗粒对近液相线铸造7075铝合金铸态组织形成机制的影响.结果发现,原位TiC颗粒比较均匀地分布于基体合金中,尺寸分布于0.3～0.9μm范围内,形貌呈多边形.随着原位TiC颗粒含量的增加,复合材料的铸态组织由蔷薇状组织逐渐转变为等轴晶组织,当原位TiC颗粒的体积分数达到2.5%时,复合材料的平均晶粒尺寸为35.6μm.     

原位合成TiC/Al(7075)复合材料的组织及力学性能

采用原位合成法制备TiC/Al(7075)复合材料,研究原位TiC颗粒的存在形式、分布状态及不同原位TiC颗粒含量对TiC/Al(7075)复合材料的微观组织及力学性能的影响。结果显示,TiC颗粒多以近球形团聚态存在于7075铝基体中,颗粒团大小约为1μm。当原位TiC颗粒质量分数小于6%时,原位TiC颗粒分布较为均匀,随着颗粒含量的增加,TiC/Al(7075)复合材料的铸态组织由蔷薇状组织逐渐转变为等轴晶组织,晶粒尺寸也随着原位TiC颗粒含量的增加而减小。当原位TiC颗粒的质量分数大于6%时,组织中出现气孔。复合材料的硬度和抗冲击韧性测试表明,TiC/Al(7075)复合材料的硬度随TiC颗粒含量的增加而增加,最高硬度达HB 108,冲击韧性在颗粒质量分数为6%时达到最佳,较基体提升31.55%。     

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℃。     

原位Al2O3/Al-Cu复合材料的制备与组织研究

采用原位反应近液相线铸造方法制备含有3.6%(质量分数)原位Al2O3颗粒的Al-6.8Cu基复合材料,在基体合金的固液两相区选择580,590,600℃和610℃进行二次加热保温实验,淬火固定其半固态组织。通过光学显微镜及透射电镜观察合金的组织结构,研究Al2O3原位颗粒对材料组织的影响。结果表明:原位Al2O3颗粒对Al-6.8Cu合金的铸态组织具有一定的细化作用,但没有明显的球化作用。在半固态二次加热过程中原位Al2O3颗粒对晶粒长大行为具有抑制作用和球化作用,与基体合金相比,在相同的二次加热条件下晶粒尺寸减小20~40μm。     

Mo对TiC/Al复合材料组织和性能的影响

为了细化TiC/Al基复合材料中的增强颗粒,进一步提高TiC颗粒对基体的强化效果,在锻铝6A02基体中加入适量Mo元素,用原位合成的方法制备TiC/Al基复合材料.对制备得到的铸态和轧制态材料进行了显微组织观察、拉伸和磨损实验.结果表明,TiC颗粒可以作为异质形核核心起到细化基体组织的作用.TiC颗粒的引入提高了材料在室温和高温的抗拉强度和屈服强度,同时改善了材料的耐磨损性能,且随着载荷的增加,耐磨性能的提高越明显.当加入质量分数1.0%的Mo时,可改善基体对TiC颗粒的润湿性,细化TiC颗粒的尺寸(0.5μm),使TiC颗粒分布更为均匀,材料的力学性能和磨损性能得到提高.然而,过高的Mo含量将导致在组织中出现粗大的脆性Al5Mo相,同时使材料的力学性能和磨损性能有所降低.     

TiC增强颗粒进入钢液的条件判据

通过泡沫载体的引载作用实现TiC增强颗粒混入钢液,在液态模锻工艺条件下成型20%TiC/铸钢（ZG270-500）制件。计算分析了泡沫载体消失气化时TiC增强颗粒在气隙中的运动行为及其进入钢液的条件。实验结果表明,TiC增强颗粒的运动速度随浇注温度、充型速度和排气孔口与型腔横截面积比的增大而递增。当钢液前沿TiC颗粒的运动速度大于临界速度时才能进入钢液,且TiC增强颗粒运动速度越大,越容易进入钢液,分布越均匀。     

钢表面TiC/Ni3Al复合涂层及其冲蚀性能

采用钨极氩弧焊熔覆技术在钢表面原位合成金属间化合物基复合涂层TiC/Ni3Al。研究了复合涂层的组织和抗冲蚀性能,探讨了涂层的形成及抗冲蚀机理。结果表明:采用钨极氩弧焊熔覆技术在钢表面制得的TiC/Ni3Al复合材料无杂质相,颗粒分布均匀;随着预置层中(Ti+C)含量的提高TiC颗粒的数量增加,材料的硬度提高;涂层与基体之间呈现良好的冶金结合,从熔合线到涂层外表面TiC颗粒的形态逐渐从细小球形转变为等轴状、树枝状;Al、Ni、Fe元素呈梯度变化,而Ti元素主要以TiC颗粒物的形式存在于涂层中。在不同冲蚀角度下复合涂层的冲蚀量均显著小于H13钢和0Cr17Ni7Al钢,表现出优异的抗冲蚀性能。     

反应复合钎焊Cf-SiC／Cu—Ti—C／TC4接头组织结构

研究用Cu粉、Ti粉、石墨粉组成的混合粉末真空钎焊Cf/SiC陶瓷基复合材料和钛合金,采用X射线衍射、扫描电镜和能谱仪对接头组织结构进行分析.结果表明:在Cu-25Ti(质量分数/%)粉末中加入适量石墨,经950℃,20min真空钎焊,获得了完整的原位合成TiC增强的复合接头,连接层中原位合成的一定体积分数的TiC可以明显降低接头热应力.石墨颗粒中的C元素和连接层液相中Ti元素发生相互扩散,形成了残余石墨颗粒周围的TiC反应层和分布在连接层中的TiC颗粒,TiC反应速度主要受C元素由石墨颗粒向连接层液相的扩散速度所控制.     

微波烧结制备WC-TiC-Co硬质合金的组织和性能研究

以WC粉为基体,Co为粘结相,TiC颗粒为抑制剂,通过球磨、压制成型,微波烧结制备WC-TiC-Co硬质合金.结果表明,在1360℃微波烧结为液相烧结,Co与WC会发生反应生成η相(Co3W3C).随TiC含量升高,合金的晶粒逐渐变得均匀细小,合金的相对密度、硬度和抗弯强度均先升高后下降,硬度在0.5％TiC时达到最高值,相对密度和抗弯强度在1.0％TiC时达到最高值.     

Fe-Ti-C 熔体在大气条件下原位合成TiCP/Fe 复合材料的研究

为了在大气条件下利用Fe-Ti-C 熔体中T iC 的合成反应制备原位( in situ) TiC_P/Fe 复合材料, 研究了三种覆盖剂对熔体中T i 元素氧化烧损率的影响, 并分析了所得复合材料的组织和性能。结果表明: 采用所开发的混合盐型覆盖剂能在大气条件下制备出原位TiC_P/Fe 复合材料, 且原位合成的T iC 颗粒尺寸细小、分布均匀, 从而使制备的复合材料特别是经淬火处理后的复合材料具有较高的力学性能。      

原位TiCP/Fe 复合材料组织中的有害相及其防止措施

研究了原位( in situ) TiCP/Fe 复合材料组织中有害相Fe₃C 和Fe₂Ti 的形成过程及其防止措施。结果表明:Fe₃C 和Fe₂Ti 均在Fe₂Ti₂C 熔体等温反应后的凝固过程中形成, 且与奥氏体中固溶的Ti 量有关; 对熔体进行微量Cu、Ni 合金化及孕育处理可促进熔体中TiC 颗粒的形成, 并有效地防止组织中有害相的产生, 从而使复合材料的性能得以进一步提高。      

原位自生TiC颗粒对Al8.5Fe1.4V1.7Si耐热铝合金的组织及性能的影响

利用原位自生技术向Al8.5Fe1.4V1.7Si耐热铝合金中添加一定数量的TiC颗粒,利用金相、X-射线以及透射电镜等手段,分析了材料的组织结构特点,研究了原位TiC粒子对材料的组织结构的影响规律,并测试了材料的力学性能.研究结果表明:原位TiC粒子可以有效地抑制合金中粗大相的产生,促进球状Al12(Fe,V)3Si相的形成;通过添加原位TiC粒子,可以将材料的力学性能提高10%左右,而材料塑性变化不大.     

原位TiCP/Fe复合材料的二次加工特性

对原位TiC_P/Fe复合材料二次加工(热处理、焊接、切削加工)特性进行研究,并对其工业化生产应用做了大量的基础工作。结果表明:通过加热处理的方法可以消除原位TiC_P/Fe复合材料在铸造过程中带来的一些组织缺陷,改变基体组织使性能提高;TiC颗粒不宜通过加热处理给予改变;原位TiC_P/Fe复合材料在焊接过程中,TiC增强颗粒没有发生变化;焊缝处没有裂纹;可焊性较好;TiC陶瓷颗粒使TiC_P/Fe复合材料的切削加工的切削力增大;切削温度增高;对加工表面粗糙度影响不大;TiC_P/Fe复合材料可加工性与45#钢相似。     

TIC/7075铝基复合材料的磨损实验研究

采用原位反应喷射沉积法制备TiC/7075铝基复合材料,并在销一盘式磨损机损上进行摩擦磨损实验研究.通过TEM观察原位TiC颗粒的分布与形貌,并利用SEM观察沉积态组织磨损表面形貌.结果表明:复合材料的耐磨性和TiC颗粒含量及载荷有关,在低载荷(8.9N)状态下,材料的耐磨性随TiC颗粒含量的增加而增强,在高载荷(26...     

自发熔渗法制备TiC/NiAl复合材料和其微观组织特征

用自发熔化渗透法制备高TiC含量 (~75vol%) 的TiC/NiAl复合材料,研究了渗透温度和渗透时间对TiC/NiAl复合材料微观组织形成、硬度及断裂性能的影响。采用XRD 和TEM/EDS分析了复合材料的相组成、微观结构和NiAl相与TiC颗粒在高温渗透过程中的互溶情况。结果表明:自发熔渗法是制备致密的TiC/NiAl复合材料的有效方法,适当提高渗透温度,可大大缩短渗透时间。在完成渗透获得致密组织的前提下,渗透温度和渗透时间对TiC/NiAl复合材料的硬度及断裂韧性无显著影响。NiAl相和TiC颗粒结合良好,是渗透后复合物的仅有组成相。TiC少量地溶于NiAl,溶解度随渗透时间增长而增大,且在TiC颗粒外层,发现有少量的Al和微量的Ni。      

A developed method for producing in situ TiC/Al composites by using quick preheating treatment and ultrasonic vibration

Quick preheating treatment of Al–Ti–C was introduced in the fabrication of in situ TiC/Al metal matrix composites in our research. Al–Ti–C pellets were preheated in the furnace at 750 °C, in which the pure aluminum was melted. After adding the preheated pellets into the molten aluminum, the thermal explosion reaction of Al–Ti–C took place in a short time. In situ TiC particles synthesized in the pure molten aluminum were spherical in morphology and most of which were smaller than 1 μm in size. The synthesizing temperature of in situ TiC/Al composites was decreased significantly by using the quick preheating treatment, at least 150 °C lower than those used in the conventional methods. In addition, high-intensity ultrasonic vibration was applied into the melt to disperse TiC particle-reinforcement into the matrix and degas the melt as well. In situ TiC particles were distributed uniformly in the matrix, and the porosity in the composites was below 1% due to the effect of ultrasonic vibration. Furthermore, the microhardness test indicated that a homogeneous microstructure of in situ TiC/Al composite was obtained.