压铸TiC/Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg复合材料的拉伸性能

利用熔铸——原位反应和压铸成形技术制备了TiC/Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg复材料,测试了复合材料的拉伸性能。结果表明：TiC/Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg复合材料的室温极限拉伸强度为354MPa,比基体合金提高26%;260℃时复合材料的极限拉伸强度为272MPa,比基体合金提高46%。复合材料的延伸率与Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg合金相当。讨论了进一步提高熔铸——原位反应TiC/Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg复合材料拉伸强度的途径。     

TiC颗粒增强2618复合材料的研究

用原位反应合成法(即XD法)制备了TiC颗粒增强2618复合材料,并用X-ray衍射分析技术、透射电镜及拉伸实验对其结构和性能进行了研究.结果表明利用原位反应合成法可以制备TiC增强多元素合金2618为基体的复合材料;与普通熔铸法相比,逆向熔铸法可以缩短熔铸时间,减少TiC粒子损失,从而制得较为理想的复合材料;TiC粒子的加入可以提高2618合金的力学性能.图6,表1,参8.     

CeO2对原位自生Al2O3-TiCP/Al基复合材料组织结构的影响

利用Al-TiO2-C体系熔铸法制备含稀土CeO2原位自生Al2O3-TiCP/Al基复合材料.借助差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等测试技术,对Al-TiO2-C体系的组织结构进行了详尽的分析,讨论了对稀土CeO2铝对Al2O3-TiCP/Al基复合材料的影响规律.实验结果表明,稀土CeO2的加入可改善陶瓷颗粒Al2O3和TiC与熔体的润湿性,而且有效的细化和净化了组织,降低了反应温度.稀土CeO2添加剂含量为0.5%时利用熔铸法制备的复合材料中原位形成的Al2O3,TiC颗粒尺寸较小,分布均匀.     

稀土CeO2作为添加剂制备in situ TiC/Al基复合材料

以稀土CeO2为活性添加剂,用原位接触法+铸造法制备TiC/Al基复合材料.实验表明添加适量稀土CeO2制得的TiC颗粒平均直径为2.2 μm,得到了明显的细化;TiC颗粒在铝基体中均匀分布,且没有脆性相Al3Ti生成;复合材料的延伸率和抗拉强度得到了很大的提高.     

原位自生成TiC/Ti-6Al复合材料的高温氧化

利用热重分析仪测量了原位自生成技术制备的TiC/Ti-6Al复合材料高温连续氧化增重特性.结果表明,原位自生成TiC/Ti基复合材料在高温氧化时遵循抛物线规律,氧化增重在1073K时远大于873K和973K时,计算获得该复合材料的氧化激活能为255.7kJ/mol.研究发现,873K和973K时形成的氧化物是不连续的岛状分布,而在1073K时,氧化物已形成均匀连续的膜,这是由于复合材料的氧化首先发生在TiC颗粒的表面上,而不是像均质材料一样在整个表面上均匀地发生.     

原位自生成TiC／Ti－6A1复合材料的高温氧化

利用热重分析仪测量了原位自生成技术制备的TiC／Ti-6Al复合材料高温连续氧化增重特性．结果表明，原位自生成TiC／Ti基复合材料在高温氧化时遵循抛物线规律，氧化增重在1073K时远大于873K和973K时，计算获得该复合材料的氧化激活能为255．7kJ／mol．研究发现，873K和973K时形成的氧化物是不连续的岛状分布，而在1073K时，氧化物已形成均匀连续的膜，这是由于复合材料的氧化首先发生在TiC颗粒的表面上，而不是像均质材料一样在整个表面上均匀地发生．     

用原位反应合成法制备TiC/2618复合材料的工艺过程研究

采用普通机械搅拌熔铸法和逆向熔铸法（先熔中间合金后加基体材料）对原位反应合成法（即XD法）制备TiC／2618复合材料的工艺过程进行了研究．结果表明：逆向熔铸法可增加中间合金的可熔性,有效减少了熔铸过程中TiC粒子的损失,制得较为理想的复合材料．图4,参4     

TiC增强Fe3Al基复合材料的显微组织与力学性能

运用原位合成反应工艺制备了TiC颗粒增强Fe3Al基复合材料 .显微分析研究表明 ,在Fe3Al中引入TiC颗粒 ,可以有效地细化材料的显微组织 ,从而改善材料的热变形加工工艺性能 .TiC增强体不仅本身具有很高的热稳定性 ,而且也大幅度提高了复合材料的热稳定性 .对复合材料进行的一系列性能测试结果显示 ,在Fe3Al中加入TiC颗粒后 ,材料的室温和高温强度和抗蠕变性能得到显著提高 ,但是在一定程度上降低了材料的室温塑性     

TiC对原位自生钛基复合材料高温变形的影响

通过等温热压模拟试验研究了原位自生5% TiC(体积分数,下同)颗粒增强Ti-1100复合材料在1000~1150℃的热变形行为.在不同的温度区间内计算了原位自生5%TiC/Ti-1100复合材料的塑性变形激活能.结果发现,TiC颗粒对钛基材料的热变形行为有明显影响.复合材料的塑性变形激活能在不同的温度区间内变化.在1000℃,复合材料的表观塑性变形激活能为536 kJ/mol,显著高于纯钛合金的激活能;在1150℃,计算出的复合材料表观塑性变形激活能为245.2 kJ/mol,略大于纯钛合金的激活能.变形激活能的显著差别显示复合材料的变形机制发生了变化.在此温度区间内,TiC/Ti复合材料的变形机制受到TiC颗粒以及基体中α/β相比例的影响.     

基于原位合金化的SiCp/Al复合材料等离子弧焊接

为了抑制SiCp/Al基复合材料在焊接过程中的界面反应,补充烧损元素,同时原位产生新的增强颗粒,分别以Al-Ti-Si和Al-Ti-Mg两种药芯焊丝作为填充材料,向熔池中直接添加Al,Si,Ti和Mg等金属元素,用氩氮混合等离子气对SiCp/Al基复合材料进行等离子弧原位焊接.对比分析了两种药芯材料对焊缝组织和性能的影响.结果表明:以两种药芯焊丝作为原位反应填充材料进行等离子弧原位焊接时,均可以有效抑制针状脆生相Al4C3的生成,形成了稳定熔池,得到了以TiC,TiN,AlN,Ti5 Si3,MgAl2O4和细小棒状的Al3Ti等新生增强相的焊缝;焊缝组织致密结合良好,最大抗拉强度分别为232和196 MPa.     

Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe合金热加工图及其组织演变

采用热模拟试验机对Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe合金进行等温压缩试验,获得变形温度为750~900℃和应变速率为0.001~1 s 1时的真应力真应变曲线,并运用修正后的试验数据建立真应变为0.7的热加工图。通过显微组织观察,分析合金的变形机理,确定热变形失稳区。研究结果表明:Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe合金加工温度范围较宽,当加工温度低于800℃且变形速率大于0.1 s 1时易发生绝热剪切,造成流变失稳;随着变形温度升高,功率耗散因子η有增大趋势,合金的流动软化机制由动态回复逐渐变为动态再结晶,显微组织也随之细化、均匀。     

In situ synthesis and hardness of TiC/Ti5Si3 composites on Ti-5Al-2.5Sn substrates by gas tungsten arc welding

TiC/Ti₅Si₃ composites were fabricated on Ti-5Al-2.5Sn substrates by gas tungsten arc welding (GTAW). Identification of the phases was performed using X-ray diffraction (XRD). The microstructures were analyzed using scanning electron microscopy (SEM) combined with energy-dispersive X-ray spectrometry (EDS) and optical microscopy (OM). The Vickers hardness was measured with a micro-hardness tester. The TiC/Ti₅Si₃ composites were obtained in a double-layer track, and the Vickers hardness of the track increased by two to three times compared with the Ti-5Al-2.5Sn substrate.     

Effect of cold rolling process on microstructure and mechanical properties of high strength β titanium alloy thin sheets

The microstructure and mechanical properties of Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe high strength titanium alloy sheets prepared by unidirectional cold rolling and two-step cross cold rolling were investigated. Results showed that the β phase grains were refined significantly by cold rolling followed by solution treatment for a short time.Compared to unidirectional cold rolling, the short time solution treatment after two-step cross rolling could significantly reduce the non-uniformity of the microstructure of the alloy sheets. After aging treatment at 550 ℃,the anisotropy of the mechanical properties still existed in the unidirectional rolled sheets, and the tensile strength was highest along the rolling direction. After solution and aging treatment, the anisotropy of the mechanical properties of the two-step cross rolling process sheet was not obvious than unidirectional cold rolling,and alloy had good strength and plasticity matching.     

Macrosegregation and the underlying mechanism in Ti-6.5Al-1.0Cr-0.5Fe-6.0Mo-3.0Sn-4.0Zr alloy

A novel method for the analysis of composition distribution of titanium alloys over a large area(64 mm × 72 mm) was investigated by exploring the original position statistic distribution based on spark spectrum(OPA-SS) in Ti-6.5 Al-1.0 Cr-0.5 Fe-6.0 Mo-3.0-Sn-4.0 Zr titanium alloy. The results showed that OPA-SS could characterize the distribution of elements in different positions on the titanium alloy. The macrosegregation of Sn was the most pronounced, with a statistic segregation degree higher than 18%; the macrosegregation of Mo followed with a statistic segregation degree of 10%; the macrosegregation of Al and Fe was relatively milder,lower than 8%. The main reason for the macrosegregation state of the as-cast Ti-6.5 Al-1.0 Cr-0.5 Fe-6.0 Mo-3.0 Sn-4.0 Zr alloy can be the solute redistribution during liquid solidification and the diffusion rate of each element in the solid phase.     

V-5Cr-5Ti合金的动态压缩力学性能及本构关系

利用Hopkinson压杆技术对V-5Cr-5Ti合金动态压缩力学性能进行了实验测试,获得了不同应变率下V-5Cr-5Ti合金的压缩应力—应变曲线,结果显示V-5Cr-5Ti合金具有较强的应变率敏感性。根据实验结果,确定了描述V-5Cr-5Ti合金常温动态性能本构参数,并将实验结果与计算结果进行了比较,两者吻合较好。     

Al2O3／TiC陶瓷材料的改性研究

研究了固体润滑剂CaF2和BN对Al2O3／TiC陶瓷材料的力学性能和显微结构的影响，实验表明，Al2O3／TiC／CaF2陶瓷材料的力学性能比Al2O3／TiC/BN陶瓷材料的力学性能好，XRD衍射结果和微观结构显示，Al2O3／TiC／BN材料中的BN与Al2O3反应生成AIN，产生大量裂纹，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；材料晶粒大小均匀，基体组织呈网状结构，有利于提高材料的强度和硬度。     

Nb对Fe3Al基合金力学性能的改善作用

Ｎｂ对改善Ｆｅ２Ａｌ的高温力学性能有十分重要的作用。在Ｆｅ－２８Ａｌ－５Ｃｒ－０．５Ｍｏ－０．０５Ｚｒ－０．０５Ｂ－０．１Ｃｅ合金中，Ｎｂ的溶解度在０．５ａｔ％左右，Ｎｂ含量超过０．５％时，基体中有富Ｎｂ的第二相颗粒形成。Ｎｂ的加入提高了合金的室温和高温强度，改善了抗蠕变性能，但在一定程度上降低了室温塑性。     

MA-SPS制备超细晶Ti-8Mo-3Fe合金的摩擦磨损性能

以机械合金化+放电等离子烧结(MA-SPS)制备的超细晶Ti-8Mo-3Fe合金为研究对象,研究了合金在模拟体液(SBF)中的摩擦磨损性能,并与放电等离子烧结制备的微米尺寸晶粒的Ti-8Mo-3Fe合金、铸造纯Ti及Ti-6Al-4V(TC4)合金进行了对比.结果表明:采用MA-SPS工艺可制备出高致密度、组织均匀的超细晶Ti-8Mo-3Fe合金,合金由β相及少量α相组成,平均晶粒尺寸为1.5μm,显微硬度为448 HV;在相同摩擦磨损条件下,超细晶Ti-8Mo-3Fe合金的摩损程度明显低于微米晶粒Ti-8Mo-3Fe和铸态的纯Ti及TC4合金,具有最低的磨损体积和较稳定的摩擦系数.超细晶Ti-8Mo-3Fe合金的磨损机制为磨粒磨损,而微米晶粒Ti-8Mo-3Fe和铸态纯Ti及TC4合金的磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损并存的混合磨损.     

Microstructure and texture evolution of a near β titanium alloy Ti-7333 during continuous cooling hot deformation

The microstructure and texture evolution during continuous cooling hot deformation(CCHD) in a near β titanium alloy, named Ti-7Mo-3Nb-3Cr-3Al(Ti-7333), were investigated by using the electron backscattered diffraction(EBSD). The results indicate that the precipitation of secondary α phase was restricted by CCHD, and the morphology of primary α phase nearly had no change with the deformation and temperature drop. In contrast, βphase underwent more deformation and the grains tended to refine. This may be due to the dynamic recrystallization(DRX) of β phase, including continuous dynamic recrystallization(CDRX) and discontinuous dynamic recrystallization(DDRX). In addition, the textures of {110} 110 , {225} 520 and{115} 123 transformed to {100} 110 and {001} 100 during CCHD. Among these, the η-fiber component of {001} 100 was the dominant deformation texture in the deformed Ti-7333 alloy. Finally,continuous cooling has an important effect on the work hardening and softening during CCHD, contributing to the different flow behaviors at different cooling rates.