原位Ti-Al系复合材料显微组织与性能的研究

摘要

本文利用场激活自蔓延燃烧合成方法制备了铝基复合材料；采用自蔓延高温合成、感应熔炼与熔模精密铸造相结合的工艺制备了铝基和钛铝基复合材料精密铸件。并通过XRD分析、SEM观察对复合材料的相组成和显微组织进行了分析；通过硬度测试、压缩强度实验测试了复合材料的力学性能；同时研究了复合材料熔体的流动性。 论述了在未完全反应的Ti-Al-B体系中发现放热反应过程中，TiAl3壳层在毛细管力和热力学的作用下开裂，芯层Ti逐渐被TiAl3层割裂，形成了“碎裂-增值”微观反应机制。 总结了利用感应熔炼与熔模精密铸造相结合工艺制备了复合材料熔模精密铸件。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1引言

1.2原位金属基复合材料概述

1.2.1原位复合材料及其优点

1.2.2增强体的选择

1.3原位金属基复合材料的制备方法

1.3.1自蔓延高温合成法

1.3.2 XDTM法

1.3.3熔体接触反应法(MCR)

1.3.4原位粉末冶金法

1.3.5机械合金化法(MA)

1.3.6其它方法

1.4金属基复合材料的成形

1.4.1金属基复合材料的成形工艺

1.4.2金属基复合材料熔体的流动性

1.5金属基复合材料的力学性能

1.5.1金属基复合材料力学性能概述

1.5.2A1基复合材料的力学性能

1.5.3 TiAl基复合材料的力学性能

1.6选题意义及本文的主要研究内容

第2章原位Ti-A1系复合材料的制备及研究方法

2.1原位复合材料制备工艺

2.1.1原材料的选择与实验流程

2.1.2预制块的制备及自蔓延燃烧合成

2.1.3复合材料铸锭的制备

2.1.4复合材料熔模精密铸造试样的制备

2.2复合材料的热分析

2.3相分析与显微组织分析

2.3.1 X射线衍射(XRD)

2.3.2显微组织分析(SEM)

2.4性能测试方法

2.4.1维氏硬度测定

2.4.2室温压缩实验

2.4.3原位复合材料熔体流动性的研究方法

第3章Ti-A1-B体系反应过程的分析

3.1 Ti-A1-B体系自蔓延燃烧反应差示扫描热分析

3.2 Ti-Al-B预制块自蔓延反应产物的相组成与显微组织

3.2.1成分配比对烧结反应产物的影响

3.2.2功率对反应产物的影响

3.2.3电磁场对Ti-A1-B体系反应的影响

3.3 Ti-Al-B体系反应的微观机理

3.4本章小结

第4章原位Ti-A1系复合材料的相组成与显微组织

4.1原位Al基复合材料的相组成与显微组织

4.1.1 Al基复合材料的相组成和显微组织

4.1.2 A13Ti的微观形貌

4.2 TiAl基复合材料的相组成和显微组织

4.3本章小结

第5章原位Ti-A1系复合材料熔模精密铸件的显微组织与性能

5.1引言

5.2复合材料的相组成和微观结构

5.2.1复合材料的相组成

5.2.2复合材料的显微组织分析

5.3复合材料的力学性能

5.4凝固过程对复合材料组织和性能的影响

5.4.1凝固速率对复合材料组织的影响

5.4.2凝固速率对复合材料硬度的影响

5.5复合材料流动性分析

5.6本章小结

结论

参考文献

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致谢