文档名：Ti复合材料网状组织形成与力学性能
摘要：采用快速凝固技术将TiB直接植入基体钛合金,形成一种新型超细网状结构钛基复合材料(titaniummatrixcomposites,TMCs)粉体,并采用激光增材制造技术,制备出一种等轴网状和柱状网状组织交替分布的新型钛基复合材料,系统分析和讨论增材制造TMCs超常凝固网状组织形成机制与力学特性.研究发现:增材制造TiB/Ti复合材料网状组织(约9μm)主要由原位自生纳米TiB晶须组成,呈现B27和Bf两种晶体结构;B元素的直接引入,易于在凝固界面形成成分过冷,不仅促使交替形成等轴网状组织和柱状网状结构,也同步细化基体晶粒尺寸,实现基体合金片层α相的等轴化.经原位力学观察分析发现,增材制造形成的原位自生纳米TiB网状组织结构,不仅能够抑制裂纹偏转并钝化裂纹,还将大量滑移迹线聚集于网络结构内部,并在晶界诱发高密度位错,限制材料的塑性变形,大幅度提高了复合材料的强度,增材制造TiB/Ti复合材料抗拉强度提高42%,伸长率保持在约10%.
Abstract：TiBwasplantedintothematrixtitaniumalloythroughtherapidsolidificationprocess,andthenewultrafinenetworkreinforcedtitaniummatrixcomposites(TMCs)powderwasformed.Basedonthelaseradditivemanufacturingtechnology,anewtitaniummatrixcompositewithalternatedistributionofequiaxednetworkandcolumnarnetworkstructurewerecreativelyfabricated,theformationmechanismofthenetworkstructurewassystematicallydiscussed,andthemechanicalpropertiesofthesuper-solidifiedTMCsbyadditivemanufacturingweretested.Theresultsindicatethatthenetworkstructure(about9μm)oftheadditivelymanufacturedTiB/Ticompositesismainlycomposedofin-situnano-TiBwhiskers,presentingtwocrystalstructuresofB27andBf.ThedirectintroductionofBelementiseasytoformconstitutionalsupercoolingatthesolidificationinterface.Theequiaxedαphasesareobtainedbypromotingthealternatingformationofequiaxed/columnarnetworkstructureandrefiningthegrainsize.Inaddition,theformednano-TiBnetworkstructure,notonlyinhibitsthecrackdeflectionandpassivatecracks,butalsoconfinesthelargenumberofsliplinesinsidetheTiBnetworkstructureviain-situobservation,inducinghigh-densitydislocationsatthegrainboundaries,whichlimitesitsplasticdeformation,andgreatlyimprovesthestrengthofthecomposites.TheadditivelymanufacturedTiB/Ticompositesincreasesthetensilestrengthby42%,andmaintainstheelongationofabout10%.
作者：韩远飞 方旻翰 张亮 孙中刚 黄光法 吕维洁 Author：HANYuanfei FANGMinhan ZHANGLiang SUNZhonggang HUANGGuangfa LYUWeijie
作者单位：上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室,上海200240上海材料研究所上海3D打印材料工程技术研究中心,上海200437南京工业大学材料科学与工程学院先进材料研究院,南京210009
刊名：材料工程
Journal：JournalofMaterialsEngineering
年，卷(期)：2024, 52(2)
分类号：TB333TG665
关键词：增材制造 钛基复合材料 网状结构 力学性能
Keywords：additivemanufacturing titaniummatrixcomposites networkstructure mechanicalproperty
机标分类号：TG146.23TB331V252.24
在线出版日期：2024年3月1日
基金项目：上海市科技创新行动计划长三角科技创新共同体领域项目，上海市浦江人才计划增材制造TiB/Ti复合材料网状组织形成与力学性能[
期刊论文] 材料工程--2024, 52(2)韩远飞 方旻翰 张亮 孙中刚 黄光法 吕维洁采用快速凝固技术将TiB直接植入基体钛合金,形成一种新型超细网状结构钛基复合材料(titaniummatrixcomposites,TMCs)粉体,并采用激光增材制造技术,制备出一种等轴网状和柱状网状组织交替分布的新型钛基复合材料,系统分...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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