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第一篇　锌铝基自生复合材料3

第1章　绪论3

1.1 引言3

1.2　模用锌铝合金的研究现状6

1.2.1　锌铝合金的合金化和变质7

1.2.2　锌铝合金的热处理9

1.3　锌铝基复合材料（ZMC）的研究9

1.3.1　锌基复合材料的制备方法10

1.3.2　锌铝基复合材料的组织结构特征13

1.3.3　凝固界面颗粒行为的研究现状17

1.3.4　锌铝基复合材料（ZMC）的性能19

第2章 TiC颗粒在锌合金液中均匀化过程的分析和实验研究26

2.1 引言26

2.2　TiC颗粒在锌合金液中均匀化的过程分析26

2.2.1　锌液静止时TiC颗粒的均匀化26

2.2.2　锌液流动时TiC颗粒的均匀化37

2.3　TiC颗粒在锌液中均匀化过程模型的建立40

2.3.1　锌液静止时TiC颗粒的均匀化过程模型40

2.3.2　锌液流动时TiC颗粒的均匀化过程模型43

2.4　TiC颗粒在锌液中均匀化过程的实验研究44

2.4.1　均匀化过程实验的正交设计44

2.4.2　TiC颗粒均匀化的实验结果分析47

2.5　本章小结52

第3章　TiC颗粒对ZA—12合金凝固行为的影响54

3.1 引言54

3.2　TiC颗粒对ZA—12合金凝固行为影响的实验研究54

3.2.1　TiC颗粒的加入对合金凝固速度的影响54

3.2.2　TiC颗粒对ZA—12合金凝固组织的影响57

3.3　TiC颗粒对ZA—12合金凝固过程影响的理论分析59

3.3.1　TiC颗粒对凝固速度的影响59

3.3.2　TiC颗粒对ZA—12合金凝固组织的影响68

3.4　本章小结74

第4章　TiCP/ZA—12复合材料的组织与力学性能75

4.1 引言75

4.2　TiCP/ZA—12复合材料的显微组织75

4.2.1 自生TiCP/ZA—12复合材料的铸态组织75

4.2.2 自生TiCP/ZA—12复合材料的显微组织76

4.3 TiCP/ZA—12复合材料的微观组织和界面结构77

4.4 TiCP/ZA—12复合材料的力学性能79

4.4.1　TiCP/ZA—12复合材料的拉伸性能79

4.4.2　TiCP/ZA—12复合材料的断口分析80

4.4.3　TiCP/ZA—12复合材料的强化机制探讨81

4.4.4　TiCP/ZA—12复合材料的断裂机制探讨83

4.5　本章小结85

第5章　TiCP/ZA—12复合材料的摩擦磨损行为86

5.1 引言86

5.2　TiCP/ZA—12复合材料的干滑动摩擦磨损行为86

5.2.1　颗粒含量对摩擦磨损性能的影响86

5.2.2　载荷对摩擦磨损性能的影响88

5.2.3　磨损时间对摩擦磨损性能的影响88

5.2.4　摩擦磨损表面形貌及微观分析89

5.3 TiCP/ZA—12复合材料的油润滑摩擦磨损行为96

5.3.1　颗粒体积分数对摩擦磨损行为的影响96

5.3.2　载荷对摩擦磨损性能的影响96

5.3.3　磨损时间对摩擦磨损性能的影响97

5.3.4　摩擦磨损表面形貌及微观分析98

5.4　本章小结99

参考文献100

第二篇 钛基自生复合材料111

第1章　绪论111

1.1　引言111

1.2　钛基体和增强相的选择及界面特性112

1.2.1　钛基体的选择112

1.2.2　增强相的选择117

1.2.3　增强相与钛基体间的界面反应118

1.3　钛基复合材料的制备工艺121

1.3.1　熔铸法121

1.3.2　冷热等静压法121

1.3.3　机械合金化法121

1.3.4 自蔓延高温合成法121

1.3.5　XDTM法122

1.4　钛基复合材料的力学性能122

1.4.1　弹性模量123

1.4.2　拉伸强度和塑性123

1.4.3　断裂韧性和耐磨性125

1.4.4　蠕变、氧化和疲劳125

1.5　颗粒增强复合材料的强化和韧化126

1.5.1　强化机制126

1.5.2　韧性降低的因素126

1.5.3　韧化方法127

1.6　钛基复合材料的应用与开发129

1.6.1　钛基复合材料的应用129

1.6.2　钛基复合材料的开发130

第2章　钛合金中碳化物的组成及其形态131

2.1 引言131

2.2　Ti—Al和Ti—C二元相图分析131

2.3　α—Ti—C合金中碳化物组成及形态132

2.3.1 Ti—C合金的相组成及TiC的形态132

2.3.2　Al元素对Ti—Al—C合金组织的影响134

2.3.3　碳化物在Ti6Al4V合金中存在的形式和形态136

2.4 　i3Al—C合金中的碳化物138

2.4.1　Ti3Al—C合金的相组成138

2.4.2　碳化物的分布特征与形态139

2.4.3　双层碳化物的显微结构141

2.4.4　碳含量对组织的影响143

2.4.5　氮对双层结构碳化物的影响145

2.5 TiAl—C合金中的碳化物147

2.5.1　碳化物的形态及分布147

2.5.2　双层结构碳化物的界面特性153

2.5.3　碳含量对近γ—TiAl中各相晶格常数的影响155

2.5.4　氮对双层结构碳化物的影响156

2.6　Al和C含量对钛合金的相组成和碳化物形态的影响158

2.7　本章小结160

第3章　热处理对钛合金中碳化物的组成及形态的影响162

3.1 引言162

3.2　热处理工艺的制定162

3.3 热处理对α—Ti—C合金中TiC组织的影响163

3.3.1 热处理对Ti—TiC中TiC的形态的影响163

3.3.2 Ti—TiC合金初生TiC中Ti的析出过程168

3.3.3 不同温度热处理碳化物在Ti—11Al合金中的存在形式170

3.3.4 低Al含量Ti—Al—C系1050℃和750℃等温截面图176

3.3.5 TiC/Ti6Al4V复合材料的热处理组织179

3.4 热处理对Ti3Al—C合金中碳化物的组成和形态的影响181

3.4.1　热处理温度为1250℃181

3.4.2　热处理温度为1050℃184

3.4.3　热处理温度为900℃186

3.4.4　双层结构碳化物的形态控制187

3.5 热处理对TiAl—C合金中碳化物的组成和形态的影响188

3.5.1　经热处理双层结构碳化物的变化188

3.5.2　Ti—34Al合金中H相和P相脱溶物193

3.5.3 热处理对富Al的γ—TiAl—C合金碳化物的组成及形态的影响200

3.6 Ti—Al—C合金在1250℃～750℃处理碳化物的存在形式202

3.6.1 Ti—Al—C合金在1250℃～750℃相平衡关系202

3.6.2　不同温度下碳化物在不同相区存在的形态205

3.7　本章小结206

参考文献207

第三篇 铝基自生复合材料223

第1章　绪论223

1.1　引言223

1.2　原位自生复合材料的研究现状224

1.3　原位自生铝基复合材料的组织结构特征225

1.3.1　铝基复合材料的基体组织226

1.3.2　原位自生的增强相228

1.3.3　原位自生复合材料的界面229

1.3.4　复合材料的时效析出行为230

1.4　原位自生铝基复合材料的性能231

1.4.1　室温力学性能232

1.4.2　高温力学性能235

1.4.3　高温蠕变性能236

1.4.4　复合材料的阻尼性能238

1.4.5　复合材料的热膨胀性能241

第2章 自生TiCP/2024复合材料合成的动力学过程242

2.1 引言242

2.2　热爆反应合成的实验研究242

2.2.1　热爆反应的典型温度—时间曲线和反应特征参数242

2.2.2　工艺参数对TiCP/2024复合材料反应过程及组织的影响243

2.2.3　不同工艺方法对组织的影响250

2.3　反应生成TiC颗粒的动力学过程251

2.3.1　Al—C—Ti体系反应动力学模型251

2.3.2　反应动力学的特征方程251

2.4 VTHP法制备自生TiCP/2024复合材料256

2.4.1　真空热爆反应时间—温度曲线256

2.4.2　铝含量对反应速度的影响257

2.4.3　XRD分析258

2.4.4 自生TiCP/2024复合材料的组织259

2.5　本章小结261

第3章 自生TiCP/2024复合材料熔体搅拌工艺及铸造流动性的研究262

3.1　引言262

3.2　真空搅拌过程的实验研究262

3.2.1　实验装置262

3.2.2　熔体搅拌的实验研究263

3.3 自生TiCP/2024复合材料的铸造流动性266

3.3.1　测试装置和条件266

3.3.2 自生TiCP/2024复合材料流动性的计算267

3.3.3 自生TiCP/2024复合材料流动性的测试269

3.4　本章小结272

第4章 自生TiCP/2024复合材料的组织与结构273

4.1　引言273

4.2 自生TiCP/2024复合材料的显微组织273

4.2.1 自生TCp/2024复合材料的铸态组织274

4.2.2　自生TiCP/2024复合材料的挤压组织277

4.3 自生TiCP/2024复合材料的微观结构279

4.3.1　TiC颗粒的形貌及结构279

4.3.2　TiC与α—Al的界面结构281

4.3.3　Al/CuAl2/TiC的界面结构282

4.3.4　Al/Al2CuMg/TiC的界面结构283

4.4 自生TiCP/2024复合材料的时效析出行为285

4.4.1 自生TiCP/2024复合材料的时效硬化286

4.4.2 自生15wt.%TiCP/2024复合材料的时效析出行为287

4.4.3 自生15wt.%TiCP/2024复合材料的析出相形貌290

4.5　本章小结292

第5章 自生TiCP/2024复合材料的性能294

5.1 引言294

5.2 自生TiCP/2024复合材料的力学性能294

5.2.1　室温拉伸性能294

5.2.2　高温拉伸性能294

5.2.3　断口分析297

5.3 自生TiCP/2024复合材料的阻尼性能299

5.3.1　阻尼的概念299

5.3.2 自生TiCP/2024复合材料阻尼性能分析300

5.3.3 自生TiCP/2024复合材料的阻尼行为304

5.4 自生TiCp/2024复合材料的蠕变性能307

5.4.1　蠕变试验曲线308

5.4.2　高温蠕变的最小蠕变速率309

5.4.3　蠕变的密度变化和蠕变机制309

5.5 自生TiCp/2024复合材料的热膨胀性能314

5.6　本章小结315

参考文献317