黄陆军
,
耿林
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2014.4.013
非连续增强钛基复合材料(DRTMCs)作为轻质、耐热、高强、可变形加工材料的代表在航空航天领域具有广泛的应用前景.新一代超高速飞行器及高推比发动机使D RTMCs的研究再次受到关注.综述DRTMCs的制备方法、增强相与基体选择、增强相分布构型设计、后续变形与热处理、力学性能的研究进展,指出研究中存在的问题,并提出未来发展方向.进一步发展应结合应用背景分别制备高弹、高耐磨、高强韧、耐高温等系列具有不同性能特点的DRTMCs,并制备更耐磨、更抗氧化的梯度表面,以提高其使用寿命.结合3D打印技术开展DRTMCs微小构件、形状复杂构件的制备以及增强相空间分布状态调控研究.进而采用合理的焊接技术,实现大尺寸、形状复杂、异种材料等构件焊接,从而推动DRTMCs长远发展.
关键词:
钛基复合材料
,
制备方法
,
构型设计
,
组织结构
,
力学性能
黄陆军
,
唐骜
,
戎旭东
,
耿林
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2013.2.002
在成功设计并制备出具有优异综合力学性能的网状结构TiBw/Ti6Al4V(TiBw/Ti64)复合材料的基础上,研究了轧制变形对新型网状结构TiBw/Ti64复合材料组织与性能的影响规律.利用扫描电镜观察不同变形量变形后的微观组织,分析结果显示,不同轧制变形量对应不同变形组织,随着轧制变形量的增加,网状结构TiBw/Ti64复合材料中增强相破碎加剧,局部增强相含量降低,且钛合金基体为转变β组织.拉伸性能结果表明,由于基体形变及热处理强化与增强相的破碎导致的弱化效果的共同作用,随着轧制变形量的增加,网状结构TiBw/Ti64复合材料抗拉强度及伸长率均先增加后降低.抗拉强度从1090MPa提高到1330MPa,相当于提高了22％,而伸长率最大提高了97％.
关键词:
钛基复合材料
,
轧制变形
,
网状结构
,
微观组织
,
力学性能
戎旭东
,
黄陆军
,
王博
,
唐骜
,
耿林
材料热处理学报
以提高魏氏体组织Ti60合金的拉伸强度与塑性为目标,研究固溶与时效处理对Ti60合金组织与性能演变的影响规律,并优化热处理参数.结果表明,初始魏氏组织晶粒较为粗大,经过固溶与时效处理后,晶粒明显减小,层片状α相明显减少.初始魏氏组织Ti60合金抗拉强度为850 MPa,伸长率为0.9％,1000℃固溶处理后,Ti60合金的抗拉强度达到1100 MPa,伸长率为3.7％.1000℃固溶+600℃8h时效处理后,抗拉强度达到1200 MPa,伸长率为3.3％.随固溶温度提高,其硬度与抗拉强度增加,伸长率降低.随时效时间延长,硬度先增大后减小.经1050℃固溶+600℃8 h时效处理后Ti60合金具有最大硬度值509 HV.
关键词:
Ti60合金
,
热处理
,
魏氏体组织
,
拉伸性能
戎旭东
,
黄陆军
,
王博
,
唐骜
,
耿林
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150211.001
使用大尺寸球形Ti60钛合金粉与细小TiB2粉,通过低能球磨与反应热压烧结,成功制备了增强相呈网状分布的TiB晶须增强Ti60合金基(TiBw/Ti60)复合材料.对TiBw/Ti60复合材料进行热处理,以改善其组织结构与力学性能.结果表明:随着固溶温度的升高,TiBw/Ti60复合材料基体中初生a相(密排六方相)含量减少,相应地转变β组织(a'(马氏体)+残留β相(体心立方相))含量增加,TiBw/Ti60复合材料的抗拉强度升高,塑性降低;经过1 100℃/1 h固溶处理之后,TiBw/Ti60复合材料的室温抗拉强度为1 470 MPa,延伸率为1.9％.经过时效处理后,转变β组织中的α'相分解成细小α+β相.经过1 100℃/1 h固溶+ 600℃/8 h时效处理后TiBw/Ti60复合材料的硬度达到HV538,抗拉强度达到1 552 MPa,延伸率为1.5％,经过1 000℃/1 h固溶+600℃/8 h时效处理,其抗拉强度达到1 460 MPa,延伸率为2.2％.
关键词:
钛基复合材料
,
网状结构
,
粉末冶金
,
热处理
,
拉伸性能
许虹宇
,
黄陆军
,
耿林
,
张杰
,
黄玉东
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00001
通过挤压铸造的方法制备出了不同Cu含量的系列Al2O3·SiO2sf/Al-Cu复合材料.摩擦磨损实验结果表明,Cu的加入降低了复合材料的摩擦系数;且随着Cu含量的增加,Al2O3·SiO2sf/Al-Cu复合材料的耐磨性能先增加后降低.在磨损过程中,Al2O3·SiO2纤维增强相牢固地镶嵌在基体里并形成支架,起到保护基体而提高复合材料耐磨性能的作用.Al2O3·SiO2sf/Al复合材料的磨损机制主要为黏着磨损,Al2O3·.SiO2sf/Al-Cu复合材料的磨损机制为黏着磨损为主并伴有磨粒磨损.
关键词:
铝基复合材料
,
Al-Cu合金
,
耐磨性能
,
摩擦系数
胡海亭
,
耿林
,
黄陆军
,
李春雨
稀有金属材料与工程
利用反应热压技术制备了3D网状结构TiBw/Ti60复合材料,对复合材料在600～750℃范围内的高温力学性能进行了测试.结果表明,与Ti60合金相比,3D网状结构TiBw的原位形成显著提高了复合材料高温强度.在600、650、700和750℃,5.1％(体积分数)TiBw/Ti60复合材料的抗拉强度相比Ti60合金分别提高了42.5％、39.9％、35％和13.2％,而延伸率在各温度下均低于基体合金.网状结构复合材料断裂时形成的主裂纹沿网状界面处扩展,且断裂机制随实验温度增加而改变.
关键词:
3D网状结构
,
TiBw/Ti60
,
钛基复合材料
,
高温力学性能
黄陆军
,
耿林
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2016.09.05
为填补550 ～800℃用轻质、耐热、高强韧、可加工结构材料的空白,以及解决粉末冶金钛基复合材料脆性大、增强效果差的瓶颈问题,基于构型设计与精确调控,采用低能球磨与热压烧结技术,实现了网状结构钛基复合材料稳定化制备.网状结构钛基复合材料较传统增强相均匀分布钛基复合材料的塑性提高了5倍,并具有更高的室温与高温增强效果、更强的可设计性;较钛合金基体使用温度提高约200℃.有望在550～ 800℃使用环境下部分替代高温合金实现减重40％,在航空航天等领域具有广泛的应用前景而备受关注.综述网状结构钛基复合材料设计与制备、变形与成形、热处理改性与控制、高温性能的研究进展,指出已经突破的关键问题与仍然存在的问题,提出未来发展方向.一方面应进一步完善现有复合材料体系、理论与技术,实现其应用解决迫切需求;另一方面,通过多级多尺度构型与工艺设计,开发新一代综合性能更加优异的钛基复合材料与改性技术.
关键词:
钛基复合材料
,
网状结构
,
粉末冶金
,
原位自生
,
塑性
,
强度
