颗粒增强钛基复合材料 加工制备、性能与表征PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1钛基复合材料的定义与分类 4

1.2钛基复合材料特性及其应用 4

1.3增强体的分类 5

1.4增强体材料的选择 7

1.4.1复合材料中的TiC 8

1.4.2复合材料中的TiB 8

1.4.3复合材料中的稀土元素氧化物 9

1.5钛基体材料的选择 9

1.6钛基复合材料力学性能的研究 9

1.6.1室温特性 10

1.6.2高温特性 12

1.6.3动态特性 14

1.7颗粒增强复合材料理论分析研究现状 15

1.7.1宏观力学理论研究 15

1.7.2细观力学理论研究 17

1.7.3宏细观结合力学理论研究 21

1.8颗粒增强复合材料数值计算研究现状 23

参考文献 24

第2章 钛基复合材料的制备方法 27

2.1熔铸法 27

2.2粉末冶金法 27

2.3机械合金化法 28

2.4自蔓延高温合成法 28

2.5 XDTM法 28

2.6反应热压法 29

2.7燃烧辅助铸造法 29

2.8直接反应合成法（DRS） 29

2.9熔化辅助合成法 30

2.10反应自发渗透法 30

2.11直接金属/熔体氧化法 30

2.12反应挤压铸造法 31

2.13气-液合成技术法 31

2.14快速凝固法 31

2.15放电等离子烧结技术 32

2.16增材制造技术法 32

2.17金属注射成形法制备Ti-6A1-4V 34

参考文献 35

第3章 钛基复合材料的界面及微观结构 38

3.1钛基复合材料界面的定义 38

3.2钛基复合材料界面的特征 39

3.2.1钛基复合材料界面的效应 39

3.2.2钛基复合材料界面的结合机制 40

3.2.3钛基复合材料界面的分类及界面模型 41

3.2.4钛基复合材料界面微观结构及界面反应 43

3.2.5钛基复合材料界面的稳定性 48

3.2.6 钛基复合材料界面的力学特性 49

3.2.7钛基复合材料的界面设计 52

3.3钛基复合材料界面的表征 53

3.3.1钛基复合材料的界面组织结构表征 53

3.3.2钛基复合材料的界面强度的表征 54

3.3.3钛基复合材料的界面区位错分布 56

3.3.4钛基复合材料的界面残余应力的测试 57

3.4 TiC/Ti复合材料的制备及微观结构 58

3.4.1 TiC/Ti复合材料的制备 58

3.4.2 TiC/Ti复合材料的相分析和微观结构 60

3.4.3凝固过程对复合材料微观结构的影响 66

3.4.4 Cr、Mo和TiC组分对复合材料微观结构的影响 69

3.5 TiB/Ti复合材料的制备及微观结构 71

3.5.1 TiB/Ti复合材料的制备 71

3.5.2 TiB/Ti复合材料的相分析和微观结构 72

3.6 （TiB＋TiC）/Ti复合材料的制备及微观结构 77

3.6.1 （TiB＋TiC）/Ti复合材料的制备 77

3.6.2 （TiB＋TiC）/Ti复合材料的相分析和微观结构 79

3.6.3 （TiB＋TiC）/Ti复合材料的成型过程与增强体形成机制 88

参考文献 90

第4章 钛基复合材料的力学性能 93

4.1钛基复合材料的室温力学性能 93

4.1.1颗粒增强钛基复合材料的室温力学性能 93

4.1.2复合材料力学性能的强化机制、应变率效应和断裂机制 98

4.1.3不同固溶处理温度下复合材料室温拉伸性能 103

4.1.4不同冷却速度下复合材料的室温力学性能 105

4.1.5复合材料的抗侵彻性能 106

4.2钛基复合材料的高温力学性能 109

4.2.1颗粒钛基复合材料的高温力学性能 109

4.2.2 Cr、Mo和TiC组分的颗粒增强钛基复合材料高温性能 113

4.2.3不同热处理下颗粒增强钛基复合材料高温性能 117

4.2.4 TP-650钛基复合材料的高温持久和蠕变性能 118

4.2.5 复合材料的高温性能和合金组织的关系 118

4.3钛基复合材料的本构模型 120

4.3.1 Johnson-Cook本构方程的建立 121

4.3.2修正Johnson-Cook本构模型 128

4.3.3钛基复合材料的细观本构模型 133

参考文献 155

第5章 钛基复合材料力学性能的数值模拟 158

5.1均匀化理论的基本思想 158

5.2均匀化理论的发展 159

5.3均匀化方法在不同研究领域的应用 161

5.3.1在传统领域的应用 161

5.3.2在生物力学方面 161

5.3.3在拓扑优化方面 162

5.3.4在多孔介质渗流方面 162

5.4均匀化理论与其他复合材料研究方法的比较 162

5.4.1细观力学方法 162

5.4.2分子动力学方法 163

5.5均匀化理论的数学基础和误差估计 163

5.5.1基本假设 163

5.5.2数学描述 164

5.5.3椭圆型微分算子的均匀化过程 165

5.5.4椭圆型微分算子均匀化解的误差估计 167

5.6弹性均匀化理论 168

5.7弹塑性力学性能分析的均匀化方法 171

5.8率相关的弹黏塑性均匀化理论 175

5.8.1基本方程 175

5.8.2均匀化过程的推导 176

5.9基于不动点迭代方法的均匀化理论及数值模拟 178

5.9.1不动点迭代方法 178

5.9.2有限元分析模型 180

5.9.3数值计算结果与分析 181

5.10平面问题的弹塑性有限元理论及程序 195

5.10.1平面问题的弹性理论 195

5.10.2平面问题的塑性理论 198

5.10.3有限元问题的离散化基本方程表达式 200

5.10.4刚度矩阵和一致载荷矢量的计算方法及程序实现 204

5.10.5二维弹塑性准静态有限元总程序 209

5.10.6非线性动态瞬变问题的隐式-显式时间积分解法 212

5.10.7二维弹塑性动态瞬变有限元总程序 216

5.10.8颗粒增强钛基复合材料力学性能的数值计算结果及分析 222

参考文献 230

第6章 钛基复合材料的损伤与失效 232

6.1金属基复合材料损伤基本理论 232

6.2金属基复合材料的损伤和失效机制 234

6.2.1金属基复合材料的损伤机制 234

6.2.2复合材料的失效发展过程及概率方法 235

6.2.3损伤统计累积时复合材料的承载能力 235

6.2.4损伤累积函数和短纤维段的强度分布 238

6.2.5复合材料的完全失效的过渡 239

6.2.6组元物理化学相互作用的影响 243

6.3钛基复合材料的损伤与失效 246

6.3.1 TiC颗粒增强钛基复合材料中微裂纹的扩展规律 246

6.3.2 TiC颗粒增强钛基复合材料的动态拉伸损伤机制 248

6.3.3平面损伤本构关系 250

6.3.4一维动态拉伸损伤本构 254

6.3.5模型参数与计算结果讨论 256

6.4冲击作用下基体材料的失效 262

6.5 Ti-6A1-4V再结晶动力学计算 264

6.5.1晶界迁移机制动力学计算 265

6.5.2亚晶合并动力学计算 266

6.5.3 Ti-6A1-4V绝热剪切带内组织演化机制 267

参考文献 269

第7章 钛基复合材料的应用与发展趋势 272

7.1钛基复合材料的应用 272

7.2钛基复合材料的发展趋势 274

参考文献 275