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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