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非连续增强金属基复合材料剧烈塑性变形行为研究进展

韩远飞 , 段宏强 , 吕维洁 , 王立强 , 张荻

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20141204.004

综述了非连续增强金属基复合材料剧烈塑性变形(SPD)行为的研究进展,系统阐述了等径弯曲通道变形(ECAP)、高压扭转(HPT)、多向锻造(MF)、累积叠轧(ARB)和循环挤压压缩(CEC)5种SPD的加工原理和方法.集中介绍了这些方法在铝基、镁基、铜基和钛基等金属基复合材料方面应用的研究进展.重点介绍了金属基复合材料SPD的微观组织演化和变形力学行为,详细阐明了金属基复合材料SPD机制以及超细晶形成机理,指出了金属基复合材料在SPD中存在的深层次问题及发展趋势,展望了利用SPD方法制备超细晶非连续增强金属基复合材料的应用前景.

关键词: 金属基复合材料 , 超细晶 , 剧烈塑性变形 , 变形行为 , 微观组织

原位合成层状Ti-(TiB+TiC)/Ti复合材料的组织与力学性能

段宏强 , 韩远飞 , 吕维洁 , 王立强 , 毛建伟 , 张荻

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201705004

鉴于颗粒增强钛基复合材料在提高强度的同时会引起塑韧性的下降,借鉴性能优异生物材料的叠层微观结构,利用粉末冶金结合热加工工艺(热锻+退火)的方法,制备了增强体体积分数为5%~15%的原位合成层状Ti-(TiB+TiC)/Ti复合材料,并对其组织和力学性能进行了研究.结果表明:复合材料组织完全致密化,复合层中团聚的增强体被分散,纯钛层α晶粒沿锻造方向排列;复合材料的室温抗拉强度较纯钛的提高近一倍,退火后其伸长率明显提升;随增强体体积分数的增加,复合材料的强度稍有提高,但塑性下降较为明显,增强体体积分数为5%的复合材料具备优异的综合力学性能,与增强体体积分数为15%的复合材料相比,强度仅降低了4%,但伸长率却增加了3.8倍.

关键词: 钛基复合材料 , 层状结构 , 增强体 , 显微组织 , 力学性能

固态渗碳对Ti-6Al-4V合金及其复合材料(TiB+La2O3)/Ti-6Al-4V表面显微组织和硬度的影响

段宏强 , 韩远飞 , 吕维洁 , 毛建伟 , 王立强 , 张荻

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(16)64301-7

以Ti?6Al?4V合金和(TiB+La2O3)/Ti?6Al?4V 复合材料为研究对象,研究固态渗碳法对两种材料表面显微组织和硬度的影响规律。将包覆于石墨粉中的试样置于密封的石英管中,在1227 K下保温24 h,成功实现了两种材料表面渗碳处理。显微组织和物相分析结果表明,固态渗碳后基体中原位生成了TiC 增强体和Ti?C 固溶体,且扩散层中的等轴α-Ti 相的体积分数随试样深度增加呈明显降低趋势;硬度测试结果表明,两种材料渗碳表面的显微硬度与未处理材料相比都明显提高了约100%,随试样深度增加而变化的碳含量在渗碳试样中形成了约300μm 的硬化层。同时,固态渗碳对内部组织和硬度的影响很小,表明该方法是一种有效强化钛合金及其复合材料的表面处理方法。

关键词: 钛合金 , 钛基复合材料 , 固态渗碳 , 显微组织 , 显微硬度

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