熔体处理对TiB2颗粒增强ZL101铝基复合材料力学性能的影响

试验研究了熔体处理对TiB2颗粒增强ZL101铝基复合材料的影响.分别用六氯乙烷和高纯氩气对w(TiB2)=10%的TiB2颗粒增强ZL101铝基复合材料熔体进行处理,考察不同熔体处理方式对复合材料铸态组织和性能的影响.结果表明:熔体经高纯氩气处理后,复合材料铸锭内的夹渣和气孔缺陷减少,屈服强度和伸长率分别由熔体未处理前107 N/mm^2、2.5%增至160 N/mm^2、2.9%.经六氯乙烷处理后复合材料铸锭的夹渣数量明显增加.铸锭经相同轧制工艺轧制后,经高纯氩处理的试样轧制变形性能较好,而经六氯乙烷处理的试样变形性能较差.未经处理的铸锭轧制后的屈服强度和伸长率分别为173 N/mm^2和3.2%,经高纯氩处理后铸锭轧制后的屈服强度和伸长率分别为198 N/mm^2和3.5%.

TiB2颗粒陶瓷增强铝合金金属基复合材料

本发明描述了两种陶瓷增强Al合金金属基复合材料的制备方法，第一种方法包含的步骤是：在铝或铝合金液中分散一种陶瓷相（二硼化钛相），该陶瓷相与冰晶石或其它氟化物溶剂粉末混合，并将该混合物与铝或铝合金相一起在700℃到1000℃之间的温度下熔化。第二种方法中氟化物熔剂被熔融铝或者其合金元素（Mg,Ca)原位还原生成不同晶粒尺寸和尺寸分布的TiB2微晶，通过确定熔剂和合金组成及工艺温度可预先确定微晶的尺寸和尺寸分布。

原位TiB2颗粒对AlSi10Mg合金组织和力学性能的影响

Al-Si合金由于具有优异的可铸造性、耐腐蚀性和良好的力学性能,在航空航天和交通运输等领域得到了广泛的应用。近年来,科技的不断发展对Al-Si合金的耐热性能也提出了更高的要求。研究了原位TiB2颗粒对Al-Si系合金组织以及室温和高温性能的影响。结果表明,原位TiB2颗粒的引入不仅能作为α-Al的异质形核质点、细化基体晶粒,而且能抑制共晶Si的生长、变质共晶Si。此外,合金的抗拉强度、屈服强度和弹性模量均随TiB2颗粒含量的增加而不断增大。添加10%的TiB2颗粒后,室温条件下(24℃)合金的抗拉强度、屈服强度和弹性模量分别由155 MPa、103 MPa和75.2 GPa增加到206 MPa、133 MPa和89.3 GPa;200℃条件下合金的抗拉强度、屈服强度和弹性模量分别由112 MPa、70 MPa和68.5 GPa增加到137 MPa、89 MPa和81.2 GPa。

TiB_2颗粒对喷射沉积Si-30Al复合材料显微组织的影响(英文)

结合原位反应技术和喷射沉积技术制备2%TiB2/Si-30Al铝基复合材料。应用热力学讨论TiB2颗粒的原位反应合成原理,根据原子扩散理论分析TiB2对初晶硅的改性作用。结果表明:Si-30Al中添加2%(质量分数)的TiB2能明显细化初晶硅相。在半固态二次加热过程中,TiB2颗粒能明显抑制初晶硅的粗化、长大。

电磁搅拌对TiB2颗粒增强钢组织和力学性能的影响

在立式线型电磁搅拌器的作用下凝固制备TiB2颗粒增强钢,研究了电磁搅拌对组织中的颗粒形态和尺寸分布,以及对材料的Vickers硬度分布和拉伸力学性能的影响。结果表明,电磁搅拌有效地细化了颗粒增强钢中的初生TiB2颗粒尺寸,颗粒平均尺寸随励磁电流的上升而逐步减小。较高的励磁电流下颗粒的分布更均匀弥散,且去除了颗粒周围的裂缝缺陷。电磁搅拌降低了TiB2颗粒增强钢的宏观偏析,减小了铸锭中不同高度组织的硬度差。较大的励磁电流有助于提高材料的平均硬度,在350 A励磁电流下硬度达到275 HV。电磁搅拌可提高TiB2颗粒增强钢的抗拉强度和断裂应变,励磁电流为350 A时,抗拉强度达到520.2 MPa,断裂应变约为8.5%。颗粒细化的主要原因是受到电磁搅拌下的熔体流动冲击和电磁力的作用。理论分析了颗粒所受电磁力的影响因素,电磁力随磁场强度升高而增大,随熔体温度的上升而减小,随颗粒尺寸的增加而增大。

原位反应制备TiB_2颗粒增强Al-Si基复合材料的研究

采用Al-TiO2-KBF4-Na3AlF6为反应体系,通过热力学分析,用熔体直接反应法制备了TiB2/Al-18%Si复合材料,运用XRD、OM、EPMA、SEM和硬度仪等对该复合材料的物相、颗粒分布、显微组织及硬度进行了分析。结果表明:该复合材料主要由Al、Si和TiB2相组成;原位内生的TiB2颗粒细小(<1.0μm),并均匀弥散分布于Al-18%Si基体中;与基体合金相比,复合材料的硬度明显提高。

B_4C量对TiC-TiB_2颗粒增强金属基复合材料涂层制备的影响

对Al-B4C体系下B4C的量与原位内生TiC-TiB2颗粒增强金属基复合材料涂层制备之间的关系进行了研究。结果表明,Al:B4C质量比大于9:1可制备出高质量的TiC-TiB2颗粒增强金属基复合材料涂层,提高Al:B4C质量比虽有利于涂层的制备,但不利于涂层中增强相体积分数的提高。Al在涂层制备过程中的作用主要是降低单位体积内参加反应物的量、降低生成TiC-TiB2反应的门槛温度和充当除氧剂的作用,为涂层的制备提供了一种更加便利的途径。

原位TiB_2颗粒增强铝基复合材料形核机制及转变动力学

阐述了原位合成制备TiB_2颗粒增强铝基复合材料自生相的形核机制以及转变动力学,从热力学和动力学的一般角度来分析TiB_2的形成机制,依据扩散原理讨论TiB_2转变动力学、反应润湿及反应活化能。

原位反应生成纳米TiB_2颗粒增强铝基复合材料的研究近况

综述了近年来原位反应生成TiB2/Al基复合材料的主要制备方法、反应机理、性能,以及提高TiB2颗粒分布均匀性的工艺,归纳了目前研究中存在的主要问题,并且指出了今后的研究方向。

不同TiB2颗粒粒径的TiB2/Cu复合材料耐电弧侵蚀行为

采用放电等离子烧结法(SPS)制备了不同TiB2颗粒粒径的3wt%TiB2/Cu复合材料,研究了3wt%TiB2/Cu复合材料致密度、导电率、硬度和耐电弧侵蚀性能随TiB2颗粒粒径的变化规律,重点分析了不同TiB2颗粒粒径的3wt%TiB2/Cu复合材料耐电弧侵蚀行为。结果表明:3wt%TiB2/Cu复合材料致密度和硬度随TiB2颗粒粒径的增大而略有降低;TiB2颗粒粒径越小,TiB2/Cu复合材料的综合性能越好。随着TiB2颗粒粒径的增大,3wt%TiB2/Cu复合材料耐蚀稳定性降低,3wt%TiB2/Cu阴极材料的损耗量明显增加;当TiB2颗粒粒径为10μm时,3wt%TiB2/Cu复合材料的耐电弧侵蚀性能最佳。电弧蚀形貌观察表明:不同TiB2颗粒粒径的3wt%TiB2/Cu复合材料经电弧侵蚀后,3wt%TiB2/Cu复合材料均由阴极向阳极发生转移;随着TiB2颗粒粒径的增大,阴极质量损耗逐渐增加,触头表面电弧侵蚀面积增加;而在Cu基体中引入较小的TiB2颗粒,有利于减弱电接触实验过程中TiB2/Cu复合材料的喷溅现象。

原位反应制备细颗粒TiB_2增强铝基复合材料研究

热力学分析和试验结果证实,KBF4、Ti反应剂以一定的Ti/B原子比混合加入熔体,最终反应生成单一TiB2相,能抑制TiAl3等其它相的产生。在此基础上,分析比较了反应剂混合粉以预制块形式加入、气流载入熔体两工艺条件下的TiB2颗粒分布、大小。结果表明:通过氩气流载入反应混合粉,并快速搅拌熔体,可克服TiB2颗粒在晶界的团聚,细化颗粒,获得颗粒小于0.5um、且较均匀分布的TiB2/Al复合材料。

电触头用TiB2颗粒增强/Cu基复合材料组织与性能分析

采用热压烧结方法制备电触头用TiB2颗粒增强/Cu基复合材料,通过XRD、OM、SEM等测试手段研究不同TiB2颗粒含量对其组织和性能的影响。研究结果表明:复合材料生成了强度很高的Cu衍射峰,Cu基体内已经形成由TiB2与TiB共同构成的混杂增强相。所有复合材料试样中的增强相都形成了均匀分布形态,TiB2颗粒含量6%的试样含有颗粒与晶须两种增强相。当TiB2颗粒含量的比例上升后,所有Cu基复合材料试样的硬度都发生了增大的现象,而密度发生了减小,导电率增加。TiB2(6%)/Cu复合材料试样在DSC升温过程中形成了4个特征峰。当温度到达800℃时形成了Cu3Ti金属间化合物;随着温度上升到1100℃后,试样基体内开始同时生成TiB2颗粒与Ti B晶须。

原位合成TiB_2颗粒增强ZL203基复合材料的摩擦磨损性能

采用混合盐反应法原位合成TiB_2颗粒制备了ZL203基复合材料,研究了不同载荷条件下复合材料的干摩擦磨损行为。结果表明:该复合材料中的TiB_2颗粒分布较均匀,平均尺寸约为500 nm;与基体材料相比,复合材料的力学性能和耐磨性明显提高,延缓了高载荷条件下严重磨损的发生,复合材料摩擦表面形成了一层致密的机械混合层,对复合材料具有很好的保护作用。

TiB_2颗粒增强Cu-Cr基复合材料制备工艺及性能

在Cu -Cr(其中Cr0 .1～ 0 .3wt%)二元合金基体上 ,利用B2 O3 、活性C和Ti在Cu -Cr合金溶液中的反应 ,原位生成TiB2 颗粒增强铜基复合材料。探讨了其强化机理 ,测试了力学性能。结果表明 :材料经处理后 ,其硬度为 1 30HB ,电导率为 93.6 2 %IACS ,软化温度为 5 1 0℃ ,抗拉强度为 4 6 6MPa ,屈服强度为 4 2 0MPa ,延伸率为 2 2 %,断口形貌的SEM照片呈现大量等轴韧窝 ,获得了一种综合性较好的Cu -Cr基复合材料。

铝熔体中原位反应生成TiB_2颗粒的机制

借助X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）分析了铝熔体中原位反应生成TIB2颗粒的机制结果表明：（1）形成Al3Ti放出的热量是引发后续TiB2反应的原因之一；（2）在铝熔体中原位反应生成TiB2颗粒时存在扩散机制和溶解-析出机制；（3）理论计算和实验结果都表明预制块中的Al含量显著影响TiB2颗粒的生成机制,当Al的摩尔分数大于43．5％时，反应过程中TiB2颗粒按扩散机制生成，颗粒近似呈球形当Al的摩尔分数小于43．5％时，部分TiB2颗粒按溶解-析出机制生成。

TiB_2颗粒对半固态铝基复合材料晶粒长大行为的影响

在脉冲磁场作用下,制备了含有不同原位TiB2含量铝基复合材料的半固态坯料,在600℃和620℃重熔并保温20 min,淬火固定半固态组织后,利用光学显微镜观察复合材料组织,应用晶相分析软件及平均截线法统计平均晶粒尺寸,分析不同颗粒含量对半固态铝基复合材料晶粒长大行为的影响规律。结果表明,原位TiB2颗粒不仅使复合材料的铸态组织转变为细小的等轴晶组织,而且在重熔过程中对晶粒长大行为具有抑制作用。当TiB2颗粒含量为6wt%时,表现出良好的钉扎效果,在600℃重熔仍保持细小等轴晶组织,完全满足后续半固态触变成形工艺要求。

内生TiB_2颗粒增强TiB_2/Al-7%Si-05%Mg复合材料的组织和力学性能

研究了氟盐反应法 (LSM)制备TiB2 颗粒增强Al 7%Si 0 5%Mg复合材料的物相组成和力学性能。结果表明 ,当含 5 %TiB2 时 ,复合材料中可以生成稳定且均匀分布的TiB2 颗粒 ,未发现TiAl3等相。除δ5 外 ,复合材料的各项力学性能均有不同程度提高 。

相对厚度对TiB_2颗粒增强45钢基表面复合材料组织和硬度的影响

介绍了采用SHS和V-EPC真空消失模铸造相结合制备二硼化钛颗粒增强钢基表面复合材料的组织和硬度特点,重点研究了相对厚度的影响。利用扫描电镜、电子探针和光学显微镜等观察和分析了复合层的显微组织,并测试了显微硬度。结果表明,随着相对厚度δ的增加,复合材料的组织致密性得到改善,宏观缺陷减少,在相对厚度δ=9时复合材料质量最佳。复合层的组织主要由硬质相TiB2、TiC和基体组成,细小弥散的TiB2和TiC颗粒交替地分布在基体上,组织中呈方形的TiB2颗粒在数量上远远多于呈多边形的TiC颗粒;复合层的硬度随着距合金层表面深度的增加而降低,硬度最大值为1 449 HV。

TiB_2颗粒对铝基复合材料耐磨性的影响

试验研究并讨论了载荷、滑行时间及颗粒的体积分数对颗粒增强铝基复合材料耐磨性的影响,结果表明,颗粒加入后可显著提高复合材料的耐磨性,分析了耐磨性提高的原因。

SHS+V-EPC制备TiB_2/TiC双相颗粒增强钢基表面复合材料

研究了将钢液真空消失模铸造V-EPC与高温自蔓延SHS反应生成增强颗粒相结合制备TiB_2/TiC双相颗粒增强45钢基表面复合材料的工艺方法以及影响因素:SHS反应冷却剂-Ti-Fe粉的加人量、试样相对厚度δ和正火处理等对表面复合材料的冶金质量和显微组织的影响。实验结果表明:复合材料由表面复合层,中间过渡层和下部45钢基体层组成。表面复合层的基体上分布着大量细小的TiB_2+TiC双相颗粒。随着钛铁粉加入量的增大,表面复合层的出现从无到有,增强颗粒在表面复合层中的浓度变化呈现出由低到高再到低的峰值曲线特性;随着试样相对厚度δ的增大,组织中的铸造缺陷逐渐减少,冶金质量逐渐提高,增强颗粒分布的均匀性逐步改善,团聚现象逐渐减轻。