第1章 钛基结构材料简介 1
1.1 钛合金概述 1
1.1.1 钛的冶炼 1
1.1.2 钛合金的熔炼技术 7
1.1.3 钛合金的分类及合金化 9
1.1.4 钛合金的应用 13
1.1.5 低成本钛合金 20
1.2 钛基复合材料 23
1.2.1 概况 23
1.2.2 原位生成颗粒增强钛基复合材料 24
1.2.3 钛基复合材料的应用 32
1.3 钛铝基金属间化合物 33
1.3.1 相与相变 34
1.3.2 显微组织 35
1.3.3 TiAl基合金的制备工艺 36
1.3.4 力学性能 38
参考文献 43
第2章 钛的粉末冶金制备工艺 45
2.1 钛粉末制备方法 45
2.1.1 氢化脱氢技术 46
2.1.2 等离子旋转电极雾化技术 47
2.1.3 气雾化技术 50
2.2 粉末冶金钛合金致密化技术 57
2.2.1 粉末钛合金的强化烧结 57
2.2.2 粉末钛合金快速成形技术 59
参考文献 82
第3章 粉末冶金钛合金 83
3.1 合金成分设计 83
3.1.1 合金元素Al 83
3.1.2 合金元素Fe 85
3.1.3 合金元素Mo 92
3.1.4 Mo对粉末钛合金显微组织和力学性能的影响 95
3.1.5 合金元素Fe、Mo、Al的综合作用 96
3.2 稀土元素的作用 97
3.2.1 稀土Nd的作用 98
3.2.2 稀土La的作用 115
3.2.3 稀土Y的作用 128
参考文献 144
第4章 粉末冶金钛基复合材料 145
4.1 添加TiB2制备钛基复合材料 145
4.2 添加B4C制备钛基复合材料 146
4.3 添加Cr2C3制备钛基复合材料 148
4.4 添加VC和Mo2C制备钛基复合材料 153
4.4.1 反应机理 153
4.4.2 变形组织 161
4.4.3 力学性能 164
4.4.4 抗氧化性能 171
4.4.5 摩擦磨损行为 181
参考文献 189
第5章 粉末冶金钛合金及钛基复合材料热变形行为 190
5.1 热加工原理 190
5.1.1 金属材料热加工的研究概述 190
5.1.2 热塑性加工过程的力学行为分析 190
5.1.3 热变形机制 191
5.1.4 热变形模型 194
5.2 粉末冶金钛合金的热变形 199
5.2.1 高温压缩试验 199
5.2.2 变形行为 201
5.2.3 热加工图及变形机理 204
5.2.4 变形机理 207
5.3 粉末冶金钛基复合材料的热变形行为 210
5.3.1 热变形行为 211
5.3.2 加工图的建立 213
参考文献 220
第6章 粉末冶金钛合金及钛基复合材料零部件成形 221
6.1 数值模拟技术 221
6.2 粉末冶金钛合金连杆的成形 222
6.2.1 塑性变形的本构方程 222
6.2.2 有限元模型建立 225
6.2.3 模拟结果 226
6.2.4 锻造工艺优化 229
6.2.5 连杆的锻造试验 240
6.3 粉末冶金钛基复合材料气门 246
6.4 粉末冶金钛合金发动机气门座 250
第7章 粉末冶金钛铝基合金变形行为 253
7.1 合金成分设计 253
7.1.1 显微组织 254
7.1.2 变形行为 263
7.1.3 组织演化 270
7.1.4 热加工图 277
7.2 Ti-45Al-7Nb-0.4W合金变形行为 281
7.2.1 元素粉末方法制备TiAl合金的变形行为 281
7.2.2 变形行为 286
7.2.3 铸态Ti-45Al-7Nb-0.4W-0.15B合金的变形行为 289
7.2.4 热变形激活能与工艺的关系 296
7.3 准等静压工艺制备钛铝基合金变形行为 300
7.4 热等静压制备Ti-47Al-2Cr合金变形行为 308
7.4.1 粉末冶金Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金 308
7.4.2 铸态Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.3W 315
7.5 粉末冶金钛铝基合金的包套锻造变形行为 322
7.5.1 数学模型 322
7.5.2 模拟前处理 324
7.5.3 锻造参数的选择 326
7.5.4 包套锻造模拟结果 328
7.5.5 包覆锻造模拟 332
7.5.6 包覆锻造试验 333
7.5.7 现场试验 346
7.5.8 锻后热处理 353
7.6 粉末冶金钛铝基合金的力学性能 356
7.7 粉末冶金钛铝基合金板材的轧制 369
7.7.1 高温较高速率热压缩模拟 369
7.7.2 高温压缩数值模拟 377
7.7.3 热轧制行为 381
参考文献 389