隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展,很多復(fù)雜或具備多種性能的零件要求能夠通過(guò)增材制造方法一次成形,梯度材料或多種材料組合成形已成為必然趨勢(shì)。粉基激光熔化沉積技術(shù)由于可以在零件制造過(guò)程中實(shí)現(xiàn)材料組分的隨意調(diào)配,成為復(fù)合材料、梯度材料增材制造的首選方法。在制備Ti C/Ti6Al4V復(fù)合材料時(shí),通過(guò)粉末參數(shù)、激光加工參數(shù)的控制,可以進(jìn)行增強(qiáng)體體積分?jǐn)?shù)、組織性能的自由設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)材料組織在各個(gè)部位的梯度變化,以達(dá)到零件各個(gè)部位具有不同性能的目的。本文從Ti C自身特點(diǎn)以及對(duì)材料使用要求的角度出發(fā),采用激光熔化沉積技術(shù)制備了顆粒增強(qiáng)Ti C/Ti6Al4V梯度復(fù)合材料,建立了Ti C顆粒體積分?jǐn)?shù)、尺寸與復(fù)合材料組織、性能之間的相關(guān)性,系統(tǒng)研究了梯度復(fù)合材料的硬度、強(qiáng)度、塑性等性能的影響機(jī)制;在此基礎(chǔ)上,通過(guò)制備原位Ti C增強(qiáng)Ti6Al4V復(fù)合材料及熱處理方法進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)其強(qiáng)度與塑性的提升,為T(mén)i C/Ti6Al4V復(fù)合材料組織性能調(diào)控提供重要的理論依據(jù)。本文首先采用同軸送粉激光熔化沉積方法制備了Ti C顆粒體積分?jǐn)?shù)0-50%遞增的Ti C/Ti6Al4V梯度復(fù)合材料,解決了激光熔化沉積Ti C/Ti6Al4... 

【文章頁(yè)數(shù)】：155 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景和研究目的及意義
    1.2 梯度復(fù)合材料的制備技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 化學(xué)氣相沉積
        1.2.2 等離子噴涂
        1.2.3 放電等離子體燒結(jié)
        1.2.4 粉末冶金
        1.2.5 激光熔化沉積
    1.3 激光熔化沉積復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 鈦基梯度復(fù)合材料的制備
        1.3.2 鈦基復(fù)合材料的組織分析
        1.3.3 鈦基復(fù)合材料的力學(xué)性能分析
        1.3.4 鈦基復(fù)合材料的失效行為分析
        1.3.5 鈦基復(fù)合材料性能的改善
    1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡(jiǎn)析
    1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 試驗(yàn)條件及方法
    2.1 試驗(yàn)材料
        2.1.1 基板材料
        2.1.2 粉末材料
    2.2 試驗(yàn)設(shè)備
    2.3 激光熔化沉積試驗(yàn)方法
    2.4 沉積態(tài)TiC/Ti6Al4V復(fù)合材料的熱處理
    2.5 微觀分析與性能測(cè)試
        2.5.1 微觀組織分析
        2.5.2 力學(xué)性能測(cè)試
第3章 TiC/Ti6Al4V梯度復(fù)合材料的制備及組織性能分析
    3.1 引言
    3.2 顆粒增強(qiáng)TiC/Ti6Al4V梯度復(fù)合材料的制備
    3.3 梯度復(fù)合材料的物相及微觀組織分析
        3.3.1 梯度復(fù)合材料的物相分析
        3.3.2 梯度復(fù)合材料的微觀組織分析
        3.3.3 梯度復(fù)合材料的元素分布
        3.3.4 原位TiC晶體結(jié)構(gòu)分析
        3.3.5 復(fù)合材料的組織演變機(jī)制
    3.4 梯度復(fù)合材料的層間過(guò)渡區(qū)組織分析
    3.5 梯度復(fù)合材料的缺陷分析
    3.6 梯度復(fù)合材料的力學(xué)性能分析
        3.6.1 梯度復(fù)合材料的顯微硬度分析
        3.6.2 梯度復(fù)合材料的拉伸性能分析
    3.7 梯度復(fù)合材料的性能提高機(jī)制分析
        3.7.1 梯度復(fù)合材料的顯微硬度提高機(jī)制
        3.7.2 梯度復(fù)合材料的強(qiáng)度增強(qiáng)機(jī)制
    3.8 本章小節(jié)
第4章 原位增強(qiáng)TiC/Ti6Al4V復(fù)合材料的制備及組織性能分析
    4.1 引言
    4.2 原位TiC增強(qiáng)Ti6Al4V復(fù)合材料的制備
        4.2.1 通過(guò)改變熱輸入制備原位TiC/Ti6Al4V
        4.2.2 利用超細(xì)TiC粉末制備原位TiC/Ti6Al4V
    4.3 原位TiC增強(qiáng)Ti6Al4V復(fù)合材料的室溫拉伸性能
    4.4 原位TiC增強(qiáng)Ti6Al4V復(fù)合材料性能提高的機(jī)制
        4.4.1 原位TiC和TiC顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的物相和微觀組織
        4.4.2 復(fù)合材料的微觀組織對(duì)其室溫拉伸性能的影響
    4.5 原位TiC增強(qiáng)Ti6Al4V復(fù)合材料的高溫拉伸性能
    4.6 本章小節(jié)
第5章 熱處理對(duì)TiC/Ti6Al4V復(fù)合材料性能的調(diào)控
    5.1 引言
    5.2 熱處理工藝的選擇
        5.2.1 相區(qū)分析
        5.2.2 熱處理溫度的選擇
    5.3 熱處理對(duì)TiC/Ti6Al4V復(fù)合材料性能的改善
        5.3.1 1150 ℃熱處理下TiC顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的性能
        5.3.2 熱處理溫度對(duì)TiC顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料性能的影響
        5.3.3 熱處理對(duì)原位TiC增強(qiáng)Ti6Al4V復(fù)合材料性能的影響
    5.4 熱處理態(tài)復(fù)合材料塑性提高的機(jī)制
        5.4.1 1150 ℃熱處理下復(fù)合材料的組織及斷裂行為
        5.4.2 熱處理溫度對(duì)復(fù)合材料的組織及斷裂行為的影響
    5.5 本章小節(jié)
結(jié)論
創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]激光近凈成形SS316/Ni20復(fù)合材料的開(kāi)裂機(jī)理[J]. 郝云波,張國(guó)會(huì),馬廣義,閆帥,牛方勇,吳東江.  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2017(12)
[2]Rapid in-situ reaction synthesis of novel TiC and carbon nanotubes reinforced titanium matrix composites[J]. Xianglong Sun,Yuanfei Han,Sanchen Cao,Peikun Qiu,Weijie Lu.  Journal of Materials Science ＆ Technology. 2017(10)
[3]激光3D打印方法制備N(xiāo)b/SiC體系梯度材料的微觀組織及反應(yīng)機(jī)理[J]. 李勝男,熊華平,陳冰清,李能,李萬(wàn)青.  焊接學(xué)報(bào). 2016(02)
[4]非連續(xù)增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料研究進(jìn)展[J]. 黃陸軍,耿林.  航空材料學(xué)報(bào). 2014(04)
[5]激光立體成形Ti60-Ti2AlNb梯度材料的組織與相演變[J]. 楊模聰,林鑫,許小靜,陳靜,黃衛(wèi)東.  金屬學(xué)報(bào). 2009(06)
[6]TiC增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料激光熔覆層顯微組織及形成機(jī)理[J]. 武萬(wàn)良,李學(xué)偉,劉萬(wàn)輝,郭子玉.  稀有金屬材料與工程. 2006(09)
[7]鈦基梯度功能材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展[J]. 李永,宋健,張志民.  稀有金屬材料與工程. 2005(02)
[8]W/Cu功能梯度材料的熱應(yīng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 凌云漢,白新德,李江濤,葛昌純.  稀有金屬材料與工程. 2003(12)
[9]TiC/Ti合金中共晶TiC形態(tài)的形成機(jī)制研究[J]. 金云學(xué),曾松巖,張二林,朱兆軍.  稀有金屬材料與工程. 2003(06)
[10]自生TiCp/Ti復(fù)合材料中TiC的生長(zhǎng)習(xí)性[J]. 金云學(xué),李慶芬,張虎,曾松巖,張二林.  金屬學(xué)報(bào). 2002(11)

博士論文
[1]熔鑄法制備TiC/Ti-6Al-4V復(fù)合材料組織與力學(xué)性能研究[D]. 曹磊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010

碩士論文
[1]TA15/Ti2AlNb梯度材料激光熔化沉積工藝研究及數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)[D]. 高明鑒.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]激光近凈成形TC4/ZrO2梯度材料實(shí)驗(yàn)研究[D]. 沈忱.大連理工大學(xué) 2017
[3]激光近凈成形SS316/Ni20/Fe90功能梯度葉片實(shí)驗(yàn)研究[D]. 郝云波.大連理工大學(xué) 2017
[4]激光快速成形法制備N(xiāo)i/TiC功能梯度材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化[D]. 牛犇.北京理工大學(xué) 2015
[5]等離子噴涂Fe-Al2O3梯度功能涂層組織及性能研究[D]. 王利軍.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[6]送粉式和送絲式的鈦合金激光增材制造特性研究[D]. 章敏.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[7]5vol.%TiC/Ti-6Al-4V復(fù)合材料的制備及其組織性能研究[D]. 叢巖.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[8]氮化硅基連續(xù)功能梯度材料的制備及其性能研究[D]. 劉強(qiáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[9]TiC/Ti6Al4V復(fù)合材料中TiC的形態(tài)演變與控制機(jī)理[D]. 蓋鵬濤.哈爾濱工程大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3691376