摘要：在高能粒子撞击和级联效应作用下,金属材料内部会产生不同类型的辐照损伤缺陷。辐照损伤缺陷的聚集和演化会破坏内部结构稳定性,恶化金属材料综合力学性能。钛合金由于其轻质高强、耐高温和较低的辐照活性等优势,是很有发展前景的抗辐照材料。本文针对如何提高钛合金抗辐照损伤性能的问题,总结钛合金辐照损伤缺陷表征及其力学响应的研究进展,分析辐照损伤缺陷的形成演化规律以及辐照剂量、温度和元素种类等对缺陷迁移、聚集的影响机制,讨论辐照诱导钛合金微观组织演化,进而产生辐照硬化、辐照脆化和辐照蠕变等辐照损伤效应,归纳评价钛合金抗辐照损伤性能,以及现有研究中缺乏有效抑制辐照损伤产生的方法,作者认为成分调控以及界面微观组织结构设计是提高钛合金抗辐照性能的有效策略。

摘要：钛合金以其高比强度、高比刚度以及耐高温性能备受航天航空等领域的青睐。合金化手段已无法使钛合金突破600℃服役温度瓶颈,无法满足超高速飞行器及新型航空发动机等航空航天装备更高服役温度需求。向高温钛合金中原位引入多元多尺度的陶瓷增强相,精准控制其形成特定构型结构是实现更为优异高温性能的有效途径之一。这种新型材料也被称为耐热钛基复合材料,其使用温度较传统钛合金可提高50~200℃,受到广泛关注。本文针对耐热钛基复合材料的研制,从复合构型设计及制备、近净成形加工技术(增材制造、精密铸造、等温超塑性成形)及高温力学性能等方面,全面综述了以上研究进展及应用现状,并提出该材料目前存在问题以及未来发展方向。

摘要：应用热力学 ,分析了Ti与B2 O3 、Al之间的化学反应原位合成TiB和Al2 O3 增强的钛基复合材料的合成机理。设计了普通的非自耗电弧熔炼工艺制备该钛基复合材料。借助X射线衍射仪 (XRD)和扫描电镜 (SEM )分析了原位合成复合材料的物相和增强体的形态。结果表明 :原位合成的增强体确实为TiB和Al2 O3 。增强体在基体合金上分布较为均匀 ,增强体形状为短纤维状。原位合成增强体的加入显著提高了钛基复合材料的洛氏硬度。

摘要：非连续增强钛基复合材料(DRTMCs),尤其是原位自生钛基复合材料具有优异的综合力学性能,在航空航天、海工等国防领域具有广阔的应用前景。该类材料研究体系主要以原位自生微米颗粒或与纳米颗粒混杂增强而实现钛基体的多元多尺度强韧化目的。研究发现,与微米增强体相比,纳米增强体(纳米陶瓷颗粒、碳纳米材料等)具有更大的比表面积以及更优异的综合性能,通过巧妙设计纳米增强体的微观结构,优化纳米增强体界面及增强体/基体界面,构型化调控纳米增强体分布,发展新型的非连续纳米相增强钛基复合材料(Nano-reinforced DRTMCs,NRTMCs),能够大幅度提高复合材料的综合力学性能。因此,主要总结了近几年来的不同制备方法与技术,深入探讨了界面结构以及空间构型对NRTMCs力学性能的影响规律,提出了NRTMCs发展过程中遇到的关键技术难点以及解决方法,并展望了NRTMCs未来的发展趋势以及潜在应用。

摘要：激光熔化沉积(LMD)技术快速、自由的成形特点为航空构件的制造和发展带来了新的设计思路和方法。对激光熔化沉积钛合金与钛基复合材料的组织结构和力学性能进行了归纳分析,包括成形工艺参数、热处理技术以及增强体种类和含量对成形钛合金与钛基复合材料组织力学性能的影响,发现成形工艺参数直接影响粉末熔化程度、熔合质量和成形显微结构,从而影响成形件组织结构及其性能,通过合适的热处理可降低成形件应力并调控成形零部件的组织和性能。钛基复合材料中增强体含量与其在基体中的溶解度密切相关,增强体含量使得激光熔化沉积钛基复合材料表现出不同于钛合金的微观组织和力学性能。最后,对激光熔化沉积技术在航空用钛合金及其复合材料零件的制造和修复方面进行了分析和展望。

摘要：传统钛合金备受航空工业的青睐,而新型超高速、大运力航天器对钛合金的比强度、比模量、耐热性等性能提出了更高的要求。复合化是钛合金实现高性能化的有效途径之一。通过向轻质高强钛合金基体中引入反应剂,生成异质增强相(微/纳米颗粒和晶须),从而制备得到一种崭新材料——原位自生钛基复合材料(in-situ TMCs),与钛合金相比,该复合材料具有更高的强度和模量、优异的抗蠕变性能等,已成为航天领域一种不可替代的共性关键材料。近年来,TMCs的相关研究逐渐从制备工艺、均匀化控制、形变加工对组织性能的调控作用等转为耐更高温度TMCs的研制、复合构型的设计制备、近净成形加工(如等温锻造、精密铸造和增材制造等)以及构件应用的探索等。因此将围绕航天用高性能TMCs的研制,综述其在制备技术、形变加工工艺以及耐热TMCs力学性能等方面的研究进展,总结in-situ TMCs未来的研究方向以及在各类航天器上的潜在应用方向。

摘要：对AISI 304L不锈钢在450和500℃离子渗氮处理进行了研究,分析了渗氮对析出相、硬度、厚度、冲蚀磨损和高压釜中微动磨损性能的变化。详细分析了渗氮试样在垂直粒子冲蚀下的耐冲蚀磨损性能,并探讨了其冲蚀磨损机制。结果表明,渗氮层有γN和Cr N相析出;450℃和500℃下的渗层厚度分别为2和20μm;渗氮层的硬度都高于1000 HK。渗氮试样在高压釜中的耐微动磨损性能有大幅度的提高,尤其是450℃离子渗氮处理的试样,比未处理试样提高了29.4倍。

摘要：多元多尺度钛基复合材料以其轻质、高强、耐热等优异的性能在航空航天等高新技术领域具有广阔的应用前景。从多元多尺度强化设计思路、先进加工技术、工程应用等方面综述了原位自生钛基复合材料的研究现状。指出了研究中的关键突破点与存在的问题,并提出了新的研究方向,进一步优化复合材料多元多尺度设计体系,挖掘材料内部结构设计,提高材料的综合性能;另一方面完善先进热加工技术与理论,改善钛基复合材料的加工性,推动轻质高强钛基复合材料在重大装备等领域的应用。

摘要：采用正交试验法设计出一种阳极氧化技术制备纳米结构医用钛表面的工艺,研究了不同电解液浓度,阳极氧化电压和氧化时间对医用钛表面润湿性能和耐腐蚀性能的影响,得到综合性能最佳的纳米结构医用钛表面。实验采用纯水接触角测试说明纳米结构表面的亲疏水性能,通过测定塔菲尔曲线来表征纳米结构表面的耐腐蚀性能和利用扫描电子显微镜观察纳米结构表面的微观形貌。结果表明:电解液组成为1.0%的HF溶液,阳极氧化电压为20 V和工作时间为60分钟,为最优的工艺参数。此条件下处理得到的医用钛表面具有较小的接触角和较大的腐蚀电位,说明其良好的亲水性能和抗腐蚀性能。扫描电子显微镜结果表明医用钛材料经优化的阳极氧化工艺处理后其表面呈现为规则的纳米管阵列,且材料表征显示处理的医用钛表面为非晶氧化钛薄膜,厚度约为380 nm。

摘要：颗粒增强钛基复合材料是一种重要的轻量化结构-功能一体化材料。在航空航天、空间技术、武器装备、能源和环境形势日益严峻的今天,这种轻质、高强、耐热颗粒增强钛基复合材料是航空航天技术、能源发展与交通运输等若干关键领域中不可替代的共性关键材料。从复合材料制备技术、基体和增强体选择,增强体分布设计,构型设计,热变形加工、超塑性加工、热处理、微观组织、力学性能以及工程应用方面综述了颗粒增强钛基复合材料的发展现状,提出了研究中存在的问题以及今后潜在的研究方向,为进一步推动和解决重大工程用复合材料大构件加工、精密成形制造的关键技术和装备提供指导,进而推动非连续颗粒增强钛基复合材料的深入发展。