轧制制备Ti/Ni/Ti和Ni/Ti/Ni复合材料的组织和性能研究

通过室温复合轧制技术成功获得了Ti/Ni/Ti和Ni/Ti/Ni复合材料,利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、万能试验机等设备对复合材料的界面和显微组织进行观察,并对其力学性能进行测试分析。研究了Ti/Ni/Ti和Ni/Ti/Ni层状复合材料的不同组合方式对界面结合、显微组织和力学性能的影响。研究结果表明：在轧制复合过程中,因组元层的叠层顺序不同,导致其变形行为、组元层厚度和显微组织不同,界面结合形貌不同,力学性能差异较大。通过对比,Ti/Ni/Ti结构的复合材料界面结合状况和力学性能均优于Ni/Ti/Ni。经过90%变形量后,Ti/Ni/Ti的抗拉强度和延伸率分别为：627.67 MPa和12.3%;Ni/Ti/Ni的抗拉强度和延伸率分别为：735.60 MPa和4.8%。

Ti/Ni多层复合材料界面扩散行为研究

针对累积叠轧5道次制备的Ti/Ni多层结构复合材料试样进行热处理,采用光学显微镜和扫描电镜分析方法,对复合材料的显微组织、界面结构和扩散反应层厚度等进行观察分析,结合动力学理论研究了Ti/Ni界面的扩散行为。结果表明:试样经过累积叠轧5道次轧制后,Ti/Ni界面未发生扩散;在(550～750℃)/(0.5～8 h)热处理后,Ti/Ni界面发生扩散,扩散层厚度与保温时间呈幂函数关系,与加热温度呈指数关系;随着热处理温度的升高,Ti-Ni扩散层的生长方式由650℃以下的体扩散控制逐渐转变为晶界扩散控制。通过计算和验证得到采用累积叠轧5道次制备的Ti/Ni多层复合材料的Ti/Ni界面固相反应层生长动力学方程为:y=1.7043×10~4 exp(-78202/RT)t^(1.2009-0.0008T)。