中间层成分对TiAl/TiB_2金属陶瓷SHS连接的影响

采用自蔓延高温合成(SHS)连接技术对TiB2金属陶瓷与TiAl进行连接试验,并研究工艺参数对SHS连接接头界面结构的影响。结果表明,不同成分的中间层发生SHS反应的放热量不同,从而会导致连接界面处的界面结构发生明显的变化。TiAl侧界面处出现的TiAl3反应层厚度与TiB2金属陶瓷侧出现的贫Cu层的厚度均随放热量的增加而明显增加,中间层环状结构的层数及尺寸也发生相应的变化。

TiB_2金属陶瓷与TiAl金属间化合物的扩散连接

对TiB2 金属陶瓷与TiAl金属间化合物进行了扩散连接试验 ,研究了直接扩散连接和采用Ni为中间层进行扩散连接的接头界面结构及工艺参数对界面结构和连接性能的影响。直接扩散连接时 ,连接界面处生成了Ti(Cu ,Al) 2 金属间化合物 ,采用Ni为中间层进行扩散连接时 ,界面处生成了单层TiAlNi2 金属间化合物层和两层Ti,Al,Ni扩散层共三层结构。直接扩散连接时 ,连接温度T =12 2 3K ,时间t=1.8ks,压力p =80MPa时接头强度为 10 3MPa ;采用Ni为中间层时 ,连接温度T =12 73K ,时间t=1.8ks,压力p =80MPa时接头强度为 110MPa。

TiB_2金属陶瓷/TiAl钎焊连接接头应力的数值模拟

利用有限元方法分析了采用Ag基钎料钎焊TiB2 金属陶瓷与TiAl接头在冷却过程中的应力分布情况 ,并研究了连接温度对接头处应力的影响。结果表明 ,在钎料与TiB2 金属陶瓷和TiAl的连接界面处均存在一定程度的应力集中 ,其中钎料与TiB2 金属陶瓷的连接界面应力相对较大。连接温度变化时 ,应力的分布基本没有变化 ,只是随着连接温度的降低 ,应力的数值随之减小。

大尺寸TiB_2-Cu-Ni金属陶瓷块体的燃烧合成及准热等静压致密化

利用燃烧合成结合准热等静压 (PHIP)技术成功制备了直径为 2 40mm的大尺寸TiB2 Cu Ni金属陶瓷 ,对合成产物进行了X射线衍射 (XRD)、扫描电镜 (SEM)和力学性能等实验研究。XRD结果表明反应产物中只有TiB2 和 (Cu ,Ni)两相。SEM分析发现增强相TiB2 陶瓷颗粒已经形成骨架状 ,其间为 (Cu ,Ni)基体相 ,TiB2 颗粒形貌为近等轴状 ,尺寸细小且较均匀。合成产物的致密度为 94.2 % ,弯曲强度和断裂韧性分别达到 5 99.4MPa和12 .5 6MPa·m1/ 2 。

TiB_2基金属陶瓷的显微结构与力学性能

以Fe Ni Ti Al为助烧剂,用热压的方法制备了TiB2基金属陶瓷。研究了烧结温度、烧结时间、助烧剂对材料显微结构和力学性能的影响,初步分析了TiB2基金属陶瓷的增韧机理。结果表明,随着烧结温度的提高,材料弯曲强度降低,洛氏硬度升高;随着烧结时间延长,弯曲强度出现峰值。SEM、EDS观察表明,助烧剂中的Ti避免了Fe2B、Ni23B6等脆性相的生成,Al有除氧的作用。裂纹偏转和裂纹桥联是TiB2金属陶瓷重要的增韧方式。

TiB2-Cu基金属陶瓷高温烧蚀行为研究

为研究TiB2-Cu基金属陶瓷材料的高温烧蚀行为,采用燃烧合成与同时致密化技术(SHS/PH IP)制备了TiB2-40Cu及TiB2-40Cu-8N i金属陶瓷复合材料.利用电弧风洞试验考察了材料的抗热震和抗烧蚀性能,利用扫描电镜、电子探针及X射线衍射等方法对材料烧蚀前后的微观组织形貌及成分进行了检测.结果表明,试验模型表面均有烧蚀冲刷痕迹,TiB2-40Cu模型由于抗热震性较差,其表面有裂纹出现,TiB2-40Cu-8N i的质量烧蚀率较TiB2-40Cu的质量烧蚀率低.微观组织分析表明,TiB2-40Cu模型烧蚀面中心区域剖面附近存在沿厚度方向100μm左右的烧蚀区.TiB2-40Cu复合材料的烧蚀机理为金属相的熔化、化学烧蚀和机械剥蚀.

TiB_2-金属陶瓷及其涂层制备技术的研究进展

评述了近年来对TiB2 金属陶瓷及其原位合成技术的研究进展。从其烧结工艺、显微结构及其在涂层中的原位合成制备技术等方面进行了分析和讨论。指出了目前限制TiB2 金属陶瓷广泛应用的主要问题 :原料价格昂贵、烧结工艺复杂、难以致密化 ,同时 ,涂层的力学性能有待进一步提高 ,并提出了解决上述问题的可行途径。

激光熔覆Fe基TiB_2+TiC金属陶瓷层的组织及摩擦磨损性能

目前,对激光熔覆原位自生金属陶瓷层增强相的形成机制及磨损机理的研究尚不系统。自配合金粉末,采用激光熔覆技术在Q235钢表面制备了原位自生的TiB2+TiC/Fe金属陶瓷层。对熔覆层进行了XRD分析、显微组织观察及室温干滑动摩擦磨损试验。结果表明:Fe基TiB2+TiC金属陶瓷增强熔覆层组织细小、致密,高硬度的亚微米TiB2和TiC金属陶瓷颗粒均匀弥散分布在α-Fe等轴枝晶基体上,熔覆层与基体冶金结合优良;室温下熔覆层的磨损主要为显微切削和滑擦,耐摩擦磨损性能优良。

超音速火焰喷涂TiB_2-40Ni金属陶瓷涂层及其抗热震性能

热镀锌过程中,锌锅内各零件涂层会受到冷热冲击作用易失效。采用超音速喷涂工艺在不同丙烷流量下,在Q235低碳钢表面制备了3种Ti B_2-40Ni金属陶瓷涂层,通过水淬法测试涂层的抗热震性能。通过扫描电镜分析了3种涂层在不同温度下热震后的表面和截面形貌,研究了涂层的抗热震性能。结果表明:在600℃时,随着热震次数的增加,3种涂层中裂纹扩展均变严重,并且以丙烷流量为30 L/min所得涂层的抗热震性能最差,丙烷流量为36 L/min所得涂层的最好;在800℃热震条件下,3种涂层失效较快,并且在涂层表面形成了较多的交叉裂纹,涂层中裂纹扩展严重,导致涂层与基体界面处出现腐蚀现象。