球磨工艺对医用Ti–Mg复合材料力学性能的影响

采用球磨+冷压制坯+微波加热烧结工艺制备Ti–15Mg复合材料,研究球磨工艺对Ti–15Mg混合粉末性能以及烧结后复合材料力学性能的影响。结果表明:以200 r·min^(-1)球磨转速球磨8~10 h,随着球磨时间延长,混合粉末的平均粒径明显变小,粉末粒度分布逐渐集中在10~45μm区间,粉末的球形度增加。在长时间球磨过程中,软质镁颗粒受到强烈撞击、研磨,引起表面破碎,钛颗粒出现了体积破碎和表面破碎,最终导致软质镁颗粒包裹脆性钛颗粒。球磨8 h后,混合粉末未出现明显的氧化,混合粉末中钛、镁粉末分布较为均匀,复合材料的力学性能较为优良,符合作为医用材料的力学性能要求。在低球磨转速下,球磨转速的提高不会导致粉末性能和烧结后复合材料性能出现明显变化。最佳球磨工艺参数为球磨时间8 h、球磨速度200 r·min^(-1),过程控制剂为正己烷。

Mg/Al液固双金属复合材料的界面及相组成

针对单一镁合金耐蚀性差的问题，利用液固复合法制备了Mg／Al双金属复合材料，采用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）以及X射线衍射（XRD）对材料界面组织和相组成进行了分析。试验结果表明：当以AZ91D为浇注金属，浇注温度为660～680％时，炉冷、双金属AZ91D和Z1105可获得良好的冶金结合界面；合金界面共分为5个明显区域，镁合金基体侧为Mg基固溶体和Mg17Al12,铝合金基体侧为铝基固溶体和Al3Mg2，界面中间区域则为Al3Mg2和弥散析出的中间相Mg2Si。

(MgCuGd)_(100-x)Ti_x块状金属玻璃复合材料耐磨性能研究

通过加入轻金属元素Ti,采用铜模吸铸法成功地的制备出了以Mg65Cu25Gd10金属玻璃为基体的(Mg0.65Cu0.25Gd0.1)100-xTix(x=0,2.5,5和7.5)块状金属玻璃复合材料,该材料显示出了较高的比强度.借助盘销摩擦实验的方法着重研究了该块状金属玻璃复合材料的耐磨性能.试验结果表明,Mg基块状金属玻璃基体上晶化相Ti颗粒的形成能有效地提高该复合材料的抗磨损能力,并且随着Ti含量的增加,(Mg0.65Cu0.25Gd0.1)100-xTix(x=0,2.5,5和7.5)复合材料的硬度逐渐增大,而其磨损体积损失量呈现出先减小而后增大的趋势,当含Ti量的原子数分数达到5%时,该复合材料表现出最小的磨损体积损失量,该磨损体积损失值与单一的Mg65Cu25Gd10金属玻璃相比下降了20%.最后,从显微硬度及其压缩塑性的角度分析了Mg基块状金属玻璃复合材料的耐磨性能得到显著改善的机理.

温度对CuNiMnFe/1Cr18Ni9Ti双金属复合材料结合区的影响

采用真空扩散连接法制备了CuNiMnFe/1Cr18Ni9Ti双金属复合材料,研究了连接温度对结合区的组织形貌、界面反应层宽度、界面区域显微硬度的影响。结果表明,在1 130℃下连接的双金属复合材料界面反应层的厚度最宽,反应层中均匀分布着大量细小的沉淀相;界面的显微硬度介于两种母材之间,整体呈现"Z"字型分布,界面附近没有生成对接头结合强度有害的脆性相,两种母材达到了良好的冶金结合。

不同粉末冶金方法制备的Al_3Ti/Mg复合材料的性能研究

采用原位合成和外加法两种粉末冶金方法制备了质量分数为10%、20%、30%、40%的Al3Ti颗粒增强镁基复合材料,并对复合材料进行了XRD衍射分析、微观组织分析以及硬度、压缩强度和磨损性能的分析。结果表明,原位合成法制备的复合材料中Al3Ti颗粒尺寸较细,为1～5μm;外加法制备的复合材料中Al3Ti颗粒尺寸为5～15μm;Al3Ti颗粒均匀分散在镁基体中,可大幅度提高材料的强度和耐磨性能;原位合成法比外加法具有更好的强化效果,随着Al3Ti含量的增加,复合材料的硬度和压缩强度显著增加;原位合成法、外加法制备的复合材料中Al3Ti含量分别为20%、30%时耐磨性能最佳。

原位合成Al_3Ti增强轻金属基复合材料的研究现状

综述了原位合成Al3Ti/Al和Al3Ti/Mg基复合材料的研究现状。重点介绍了原位合成Al3Ti的反应体系、复合材料的制备方法及微观组织特点,指出了原位合成Al3Ti/Al和Al3Ti/Mg基复合材料在目前研究中所存在的主要问题及今后的研究方向。

热处理对Ti/Al-7Si-0.3Mg复合材料界面力学性能的影响

在铸造铝合金内部嵌入钢、铸铁或钛对铝合金进行局部加强是提高铝合金力学性能的重要方法。已有研究表明，Al-7Si-0．3Mg合金中嵌入Ti棒，在适当的条件下嵌人物和基体界面之间会形成较强的冶金结合。含Mg的铝合金可以通过热处理提高其性能，但热处理对嵌入式双金属复合材料的金属界面同样具有明显的影响。

累积叠轧Mg/Ti复合板的微观组织与力学性能

相较于钛合金、钢等结构材料,镁(Mg)及其合金的绝对强度较低、塑性相对较差,阻碍了其广泛应用。层状复合材料能结合不同金属的优异性能,近年来被广泛应用于提高镁合金的综合性能。在本项研究中,通过累积叠轧法(ARB)制备了Mg/Ti层状复合材料,利用光学显微镜、扫描电镜以及电子背散射衍射等分析了其在不同道次轧制条件下的微观组织,利用单向拉伸和数字图像相关(DIC)技术对Mg/Ti复合材料的力学性能和变形行为进行了分析。结果表明,进行了一次ARB后,Mg/Ti复合材料具有优异的综合性能,这归功于应变硬化和良好的层间结合强度。继续进行更多道次的ARB,Mg/Ti复合材料的屈服强度、抗拉强度和断裂伸长率明显下降,这与Ti层不再连续分布有关。

Mg对Al-Ti体系反应及产物形貌的影响

研究了Mg对Al-Ti体系反应、产物形貌和相对致密度的影响,并制备出Mg基复合材料。结果表明,Al-Ti体系的反应合成产物主要是Al3Ti。Mg的作用是降低了Al-Ti体系反应合成的起始温度,延迟了Al-Ti体系反应合成的起始时间;随着Mg含量的增加,Al-Ti体系产物的相对致密度不断提高,Mg的含量为75%时反应产物的相对致密度达到97.0%。Mg的存在使生成的Al3Ti颗粒细化,且颗粒圆整,分布均匀,采用Al-Ti体系原位反应生成的颗粒状Al3Ti增强Mg基复合材料,其颗粒尺寸为1～3μm,相对均匀分布在Mg基体上。

振动频率对消失模铸造Al/Mg复合材料界面组织和力学性能的影响

采用机械振动强化Al/Mg双金属复合材料的结合界面,研究了振动频率对消失模固-液复合铸造Al/Mg双金属复合材料的界面组织和力学性能的影响。结果表明,振动频率对Al/Mg双金属复合材料的界面组织和力学性能有显著影响。随着振动频率增加,Al/Mg双金属复合材料界面金属间化合物(IMCs)层厚度减小,导致Al_(3)Mg_(2)和Al_(12)Mg_(17)脆性相减少,并且界面Mg_(2)Si相细化,分布由团聚变为分散。当振动频率为50 Hz时,Al/Mg双金属结合界面的平均剪切性能最大,达到46.83 MPa,相比未振动的Al/Mg双金属复合材料性能提升47.13%。

Microstructures and mechanical properties of TC4/AZ91D bimetal prepared by solid-liquid compound casting combined with Zn/Al composite interlayer

To achieve Ti/Mg bimetallic composite with high strength and metallurgical bonding interface,Al interlayer and Zn/Al composite interlayer were used to prepare TC4/AZ91D bimetal composite with metallurgical bonding interface by solid-liquid compound casting,respectively.Al interlayer was prepared on the surface of TC4 alloy by hot dipping,and Zn/Al composite interlayer was prepared by electroplating process.The results suggested that the phases across the interface were Al Ti andα(Al)+Mg_(21)(Al,Zn)_(17)when Zn/Al composite interlayer was used.When Al interlayer was used as interlayer,Al Mg Ti ternary structure and Al_(12)Mg_(17)+δ-Mg eutectic structure were the main phases at the interface.The shear strength of TC4/AZ91D bimetal with Zn/Al composite interlayer was much higher than that with pure Al interlayer,and the value of the shear strength was increased from 48.5 to 67.4 MPa.Thermodynamic models based on different compositions of the interface were established to explain the microstructure evolution of the interfacial zone.