SHS/PHIP合成TiC-Al2O3-xFe金属陶瓷的工艺及性能

采用ＳＨＳ／ＰＨＩＰ工艺制轩出了致密的ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－ｘＦｅ金属陶瓷。研究子延迟时间、高压持续时间及压力等工艺参数对合成ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－２０Ｆｅ金属陶瓷密度的影响,并分析了Ｆｅ含量对ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－ｘＦｅ金属陶瓷材料性能的影响。     

采用XD工艺合成TiAl合金及TiC／TiAl复合材料的研究

研究了用ＸＤ（热爆）工艺合成ＴｉＡｌ合金及ＴｉＣ／ＴｉＡｌ复合材料,井探讨了其合成反应机制。结果表明,可在Ａｌ的熔点附近用ＸＤ工艺制备ＴｉＡｌ合金及其ＴｉＣ颗粒增强的ＴｉＣ／ＴｉＡｌ复合材料,Ｔｉ－Ａｌ粉末间的放热反应促进了ＴｉＣ的合成。ＴｉＡｌ合金由ＴｉＡｌ＋Ｔｉ３Ａｌ相组成,而ＴｉＣ／ＴｉＡｌ复合材料由ＴｉＣ＋ＴｉＡｌ＋Ｔｉ３Ａｌ相组成。     

Cr,Al含量对铸造TiAl基合金显微组织的影响

为寻找细晶组织的铸造ＴｉＡｌ基合金，在Ｔｉ－４４Ａｌ（ａｔ－％）和Ｔｉ－４８Ａｌ（ａｔ－％）两种Ａｌ含量的二元合金中添加了３Ｃｒ和６Ｃｒ（ａｔ－％）。结果表明，Ｃｒ对铸态α＿２＋γ合金的晶粒大小无明显的影响，但通过热处理可显著细化晶粒。对Ｔｉ－４４Ａｌ－３Ｃｒ和Ｔｉ－４８Ａｌ－３Ｃｒ合金分别采用１１５０℃、１６８ｈ和１２００℃、２４ｈ处理可取得最佳的细化晶粒效果，而且４８Ａｌ合金热处理后可更容易获得细晶组织。Ｃｒ促进有序富Ｃｒ相β＿２的形成，该相或者与片状α＿２相共生，或者分布于γ相的晶界，阻碍γ相长大。Ｃｒ在β＿２、γ＿２和γ相中的溶解度依次减少，它主要取代γ和α＿２相中的Ｔｉ，因而随着合金中Ｃｒ量增加，γ和α＿２相中的Ａｌ／Ｔｉ比增加。Ｃｒ还促使γ相内形成孪晶。     

SHS／PHIP技术制备TiC—Al2O3—Fe金属陶瓷及其微观组织分析

采用ＳＨＳ／ＰＨＩＰ技术制备出了致密的ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３－Ｆｅ 金属陶瓷。分析了合成产物的微观组织结构。结果表明,随着金属Ｆｅ 相的加入,ＴｉＣ颗粒尺寸变小,颗粒趋于均匀,且消除了ＴｉＣ与Ａｌ２Ｏ３ 颗粒之间的微孔。粘结相中Ｆｅ 与Ａｌ２Ｏ３ 之间的界面光滑,与ＴｉＣ之间有一薄的扩散层。Ｆｅ 粘结相中有少量胞状有序结构,它可能是以Ｆｅ３Ａｌ为基的ＤＯ３ 型合金相。由于ＳＨＳ／ＰＨＩＰ过程中的快速加压,合成产物的ＴｉＣ颗粒中存在高密度位错。     

溅射NiCrAlY涂层对Ti3Al金属间化合物氧化性能的影响

采用称重法研究了溅射ＮｉＣｒＡｌＹ涂层对Ｔｉ＿３Ａｌ金属间化合物在８５０～９５０℃空气中的氧化性能的影响。结果表明，Ｔｉ＿３Ａｌ的抗氧化性能较差。氧化时，其表面不能形成单一的Ａｌ＿２Ｏ＿３保护膜，氧化膜易剥落；溅射ＮｉＣｒＡｌＹ涂层能通过在涂层表面形成粘附性良好的富Ａｌ＿２Ｏ＿３氧化膜而显著改善Ｔｉ＿３Ａｌ的抗氧化性能。但在９５０℃时有少量合金基体中的Ｔｉ扩散到涂层表面形成ＴｉＯ＿２。同时涂层中的Ｎｉ的强烈向内扩散及基体中的Ｔｉ强烈地向外扩散导致沿涂层与合金基体间形成扩散带。     

以Ti／V／Cu、V／Cu为中间层的TiAl合金与40Cr钢的扩散连接

用真空扩散连接方法对ＴｉＡｌ／Ｔｉ／Ｖ／Ｃｕ／４０Ｃｒ钢及ＴｉＡｌ／Ｖ／Ｃｕ／４０Ｃｒ钢进行了研究。结果表明，以Ｔｉ／Ｖ／Ｃｕ作中间层的接头拉伸强度高于以Ｖ／Ｃｒ作中间层的接头强度。界面分析显示，Ｔｉ／Ｖ、Ｖ／Ｃｕ、Ｃｕ／４０Ｃｒ钢的各个结合界面处未形成金属间化合物，而ＴｉＡｌ／Ｔｉ的结合界面上有Ｔｉ３Ａｌ产生；在ＴｉＡｌ／Ｖ的界面上有Ｔｉ３Ａｌ、Ａｌ３Ｖ两种金属间化合物产生；界面上脆性金属间化合物的产生是接头发生断裂的原因。     

含Cr铸造Ti3Al＋TiAl合金的室温拉伸断裂行为

研究了Ｔｉ－４４．９Ａｌ（ａｔ－％）合金和Ｔｉ－４４．３Ａｌ－３Ｃｒ（ａｔ－％）合金的室温拉伸断裂过程。结果表明，Ｃｒ提高了合金的塑性。塑性的提高与含Ｃｒ合金含有更多的γ－ＴｉＡｌ相和形成由细晶γ和α＿２＋γ细晶组成的双重组织有关。Ｃｒ促使块状α＿２和β２相的形成，对阻碍γ相上的长程滑移有明显的作用。进一步细化铸态晶粒或制备具有片状α＿２＋γ组织的单晶合金是发展铸造α＿２＋γ合金的目标。     

走向商品化的激光成形

综合介绍了新兴的激光成形工艺的历史背景，激光成形零件的原理、成形过程、主要优点、激光成形零件的组织和性能，以及这种工艺技术下一步的应用计划。在现代战斗机上，有大量的结构件是 用诸如Ｔｉ－５Ａｌ－４Ｖ、Ｔｉ－６Ａｌ－２Ｓｎ－４Ｚｒ－ＺＭｏ－０．８Ｓｉ、Ｔｉ－６Ａｌ－２Ｓｎ－４Ｚｒ－６Ｍｏ、Ｔｉ－１０Ｖ－２Ｆｅ－３Ａｌ以及Ｔｉ－１５Ｖ－３Ｃｒ－３Ａｌ－３Ｓｎ之类高技术航空钛合金制造的。由于载荷条件，尺寸及重量上的限制，这些结构通常最好又应是做成整体的。为了做到这一点，通常采用整体的铸件、锻件或用一块…     

Al／TiC中TiC反应合成的动力学模型

基于以下机理，即：在碳颗粒的周围形成一层富钛的复合层，钛原子扩散穿过该层与碳原子反应生成ＴｉＣ，形成的ＴｉＣ从溶液中析出且向外扩散，建立了Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ体系中反应生成ＴｉＣ颗粒的动力学模型，获得了反应速度的表达式：ｄ（Ｖ）ｄｔ＝－πＤＶ（６ＶＮ２Ｃ）１３（１＋２ββ）ＮＡｌＭＡｌρＡｌ＋ＶＭＴｉρＴｉρＣＭＣ数值计算的结果表明，影响反应速度的因素主要有：体系温度、预制块中铝粉的含量，富钛层的厚度和碳颗粒的大小。减少铝粉含量、富钛层的厚度和碳颗粒的大小，以及升高体系的温度将加快反应的速度。     

新型近β钛合金Ti—5Al—2Sn—4Zr—3Cr—3Mo

近年来，在喷气发动机中，风扇及压气机盘采用了以断裂力学为基础的安全设计，不仅要求材料有高的疲劳强度及断裂韧性，还很重视疲劳裂纹的扩展速率。为此，日本学者研制出一种新型近β钛合金Ｔｉ－５Ａｌ－２Ｓｎ－４Ｚｒ－３Ｃｒ－３Ｍｏ。该合金通过热处理还可以得到比广泛应用的Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ更好的综合性能。     

Sb的添加对TiAl基合金综合性能的影响

研究了Ｓｂ的添加对ＴｉＡｌ基合金室温和高温性能的影响。试验发现，Ｓｂ的添加能够使ＴｉＡｌ基合金室温力学性能得到显著的改善，抗高温氧化能力明显提高。同时，不降低合金的高温力学性能。ＴＥＭ观察发现，ＴｉＡｌ＋Ｓｂ合金可形成大量变形孪晶。在氧化性气氛中长期加热，ＴｉＡｌ＋Ｓｂ合金表层形成一层致密Ａｌ２Ｏ３膜。     

Ti—15—3合金时效性能研究

研究了不同炉号的Ｔｉ－１５－３（Ｔｉ－１５Ｖ－３Ｃｒ－３Ｓｎ－３Ａｌ）合金时效温度、时间以及Ａｌ当量与力学性能的关系。在５００～５４０℃范围内拉伸强度与时效温度呈线性关系,平均斜率为－３ＭＰａ／℃。得出了强度与Ａｌ当量的线性方程式,推算出最佳Ａｌ含量为３．１％～３．３％。采用统计方法研究了强度与塑性关系,并研究了冷加工对时效性能的影响。研究的达到１０８０ＭＰａ强度级别的５２０℃／１０ｈ／ＡＣ的时效制度具有满意的力学性能,并应用于制造飞机阻力伞梁。     

反应铸造TiC／NiAl（Fe）复合材料的力学行为和强化机理研究

研究了反应铸造ＴｉＣ／ＮｉＡｌ（Ｆｅ）复合材料压缩、拉伸性能和强韧化机制。ＮｉＡｌ（Ｆｅ）合金的室温拉伸延伸率达１１％。含２０％ＴｉＣ颗粒的ＮｉＡｌ（Ｆｅ）基复合材料的室温拉伸率为２．５％。与多晶ＮｉＡｌ合金及其复合材料相比,２０％ＴｉＣ／ＮｉＡｌ（Ｆｅ）复合材料的室温拉伸延伸率明显提高。原位合成的ＴｉＣ增强颗粒在高温下具有明显的增强效果,含２０％ＴｉＣ增强颗粒复合材料的高温强度比基体合金高１００％。塑性的枝晶间区域的存在是ＮｉＡｌ（Ｆｅ）及其复合材料在室温塑性得以改善的主要机制。ＸＤ＋ＲＣ工艺导致的晶粒细化作用是ＮｉＡｌ（Ｆｅ）基复合材料的主要强化机制,位错强化和弥散强化对强度也有一定贡献。     

（Ti,Al）N／W6Mo5Cr4V2膜基界面结构的透射电镜研究

在Ｗ＿６Ｍｏ＿５Ｃｒ＿４Ｖ＿２型高速钢表面沉积了新型（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ涂层，用透射电镜研究了（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ／Ｗ＿６Ｍｏ＿５Ｃｒ＿４Ｖ＿２膜基界面区结构。结果表明，其界面区有一过渡层，由α－Ｔｉ和ＦｅＴｉ相组成，且与基体之间有一定的位向关系。     

TiC颗粒增强Ni3Al基复合材料的组织和性能研究

本文对自行制备的ＴｉＣ颗粒增强Ｎｉ３Ａｌ基复合材料的组织和性能进行了研究。比较了铸态和经热处理后的复合材料的微观组织和高温压缩机械性能。结果显示，碳化物在枝晶间均匀分布，与基体润湿良好。经１１００℃４８ｈ热处理，Ｔｉ颗粒的微观形 组成无明显改变。结果也表明，ＴｉＣ颗粒增强Ｎｉ３Ａｌ基复全材料具有比基体高的弹性模量、屈服强度，但塑性有所降低。     

机械合金化Al－Ti合金的力学性能

采用真空热压及热静液挤压将机械合金化Ａｌ－Ｔｉ合金粉末固结成形。测试了挤压棒材的机械性能，并对材料的微观组织结构进行了分析。结果表明，球磨使钛过饱和地溶解于铝基体中，在热固结成形过程中，以细小弥散分布的Ａｌ３Ｔｉ金属间化合物（约３０ｎｍ）析出。由于Ａｌ３Ｔｉ对晶内位错滑移的阻碍作用，使合金强度提高。合金的晶粒细小（约０．３μｍ），且由于Ａｌ３Ｔｉ对晶界迁移的阻碍作用，晶粒尺寸在４００℃热处理时长大不明显，故Ａｌ３Ｔｉ弥散相具有良好的抗粗化能力，使得Ａｌ－Ｔｉ合金具有较好的热稳定性。     

反应合成NiAl（Fe）—TiB2复合材料及其微观组织

研究了Ｆｅ对ＸＤ工艺原位生成ＮｉＡｌ－ＴｉＢ２复合材料室温压缩性能的影响及其微观机制。加入２５ａｔ％Ｆｅ元素后,其室温压缩变形量可达２０％。分析透射电子显微术和高分辨透射电子显微术研究表明,ＮｉＡｌ（Ｆｅ）－ＴｉＢ２复合材料中,除β－Ｎｉ（Ａｌ,Ｆｅ）、γ′－（Ｎｉ,Ｆｅ）３Ａｌ相及ＴｉＢ２颗粒外,还生成了一种新的Ｆｅ（Ｎｉ,Ａｌ,Ｔｉ）相。和基体相比,该相有较高的Ｆｅ含量,分布于枝晶间,可提高材料的塑性。Ｆｅ（Ｎｉ,Ａｌ,Ｔｉ）相属面心立方结构,点阵常数为ａ＝１．０６８ｎｍ,它与基体和增强颗粒之间结合紧密,界面无反应产物。     

未来的钛铝金属间化合物复合材料

本文讨论了钛铝金属间化合物（Ｔｉ３Ａｌ和ＴｉＡｌ）复合材料，着重于连接纤维增强的Ｔｉ２Ａｌ。与诸如超高合金类的常用高温材料相比较，这些复合材料具有一些非常可观的力学性能。然而，在将这些复合材料创造性地用于诸如高比推力发动机及航天飞机之类涉及环境要求的系统时，则必须首先解决耐环境性、抗疲劳性及高成本等问题。     

Nb,Mo,V含量对Ti3Al基合金抗氧化性能的影响

研究了Ｎｂ、Ｍｏ、Ｖ三种元素的不同含量对Ｔｉ＿３Ａｌ合金７００℃、空气气氛下抗氧化规律的影响。通过实验发现Ｔｉ＿３Ａｌ基合金在７００℃空气中会迅速氧化，表层的氧化物缺乏保护性，基体表面约２０μｍ厚受到氧的污染。Ｎｂ的过量加入（＞１１ａｔ－％）将导致抗氧化性能降低；Ｍｏ与Ｖ的加入会使Ｔｉ－Ａｌ－Ｎｂ系Ｔｉ＿３Ａｌ基合金的抗氧化性能明显降低。     

渗氢处理细化Ti－10V－2Fe－3Al合金组织及改善其超塑性性能的效果

 研究氢作为暂驻元素渗入Ｔｉ－１０Ｖ－２Ｆｅ－３Ａｌ（Ｔｉ－１０－２－３）合金以后对细化晶粒组织和提高其超塑性性能的效果。首先用金相观察和定氢技术优化了细化Ｔｉ－１０－２－３合金显微组织的渗氢除氢制度,然后结合材料渗氢前的组织,安排了一组正交试验考察渗氢处理前后晶粒组织和超塑性力学性能的变化。