Подготовка, обработка и применение коррозионных композитов титана матрицы

Известный как «современный металл» и «космический металл», титановые и титановые сплавы имеют характеристики низкой плотности, высокой удельной прочности, коррозионной стойкости и превосходных механических свойств высокой температуры, и их более и широко используются в аэрокосмической, химической промышленности, промышленности, промышленности, промышленности, химической промышленности, Морская инженерия, биомедицина и другие поля. Титановые сплавы также сделали много прорывов в течение десятилетий развития. Метод легирования значительно улучшил характеристики сплавов титановых сплавов, и температура обслуживания была увеличена с 350 до 600 ℃, но за последние 30 лет он не смог прорваться в течение 600 ℃. С быстрой развитием титана в аэрокосмической промышленности самолеты сверхскоростной скорости должны работать с сверхвысокой температурой, высоким напряжением, сильным износом и другими экстремальными условиями, что выдвигает более строгие требования к прочности, жесткости, теплостойкости и Другие свойства материалов на основе титана. Одним из эффективных способов достижения высокой производительности титановых сплавов является введение мультимерной фазы керамического усиления и керамики частиц и контроль над его упорядоченным пространственным расположением. Полученные материалы известны как композиты титанового матрикса (TMC), среди которых этот вид TMC с IMI834, TI1100, BT36, TI60, TI600, TI65 и другими близкими типами титана в виде матрицы также известен как тепло. Устойчивые TMCS (HRTMCS). TIB, TIC, TI5SI3 и редкоземельные оксиды (такие как LA2O3)) являются наиболее часто используемыми фазами керамического усиления в TMC, которые обычно генерируются автогенезом на месте между титановым матрицей и реагентами, такими как B, TIB2, C, B4C, SI и LAB6 во время процесса подготовки. С помощью гибкой конструкции композиции, изысканного распределения, структурной оптимизации и различного контроля обработки деформации TMC могут реализовать синергетическую связь между пластичными титановыми сплавами и высокой жесткостью и высокой прочтью корпуса, демонстрируя более высокую специфическую прочность, специфическую жесткость и лучше сопротивление. Температура использования HRTMCS увеличивается на 50 ~ 200 ℃ по сравнению с традиционным титановым сплавом, и ожидается, что он частично заменит традиционный суперплав в среде использования 550 ~ 800 ℃, чтобы достичь существенной потери веса. HRTMCS имеет широкий потенциал применения и потенциал разработки в аэрокосмической и других областях, поэтому это было широко обеспокоено.

При повышении температуры выше 600 ℃ значительное ослабление прочности границы зерна стало одним из препятствий для дальнейшего повышения теплостойкости TMC. Хотя одномасштабное усиление может улучшить прочность на границе зерна, это приведет к большей хрупкости при комнатной температуре. Многокомпонентное и многомасштабное усиление может эффективно укрепить границы зерен, облегчая снижение пластичности. С более глубоким пониманием тонких составных конфигураций в биологических структурных материалах было уделено больше внимания влиянию «неравномерных» составных конфигураций на укрепление и ужесточение композитов металлической матрицы. Композитная конфигурация более способствует оказыванию степени свободы композитной конструкции и синергетического эффекта связи между различными компонентами, чтобы дополнительно изучить потенциал теплостойкости TMC. Кроме того, введение фазы усиления керамического усиления снижает производительность тепловой обработки TMC, поэтому традиционная технология тепловой деформации для обработки TMC, выход и стабильность продукта не идеальны, не может достичь подготовки крупных сложных компонентов и массового производства. Компоненты, сформированные с использованием технологии ближней чистой формирования, такой как изотермическая ковка, точное литье и аддитивное производство, не необходимы обрабатывать или требуют только небольшого количества обработки, что может не только улучшить частоту использования сырья, но и решать формирование Проблемы сложных компонентов, так что они имеют широкие перспективы применения и привлекают внимание.

Новые теории дизайна материала, такие как микронано-совместное укрепление и конструкция конфигурации, обеспечивают новые исследования для дальнейшего улучшения комплексных свойств HRTMC. Более и более зрелая технология формирования вблизи чистой сети обеспечивает новый технический способ эффективного решения сложной проблемы формирования компонента HRTMCS. В этом документе примеры хода исследований и применения HRTMC рассматриваются из аспектов конструкции и подготовки композитной конфигурации, ближней сети технологии обработки обработки и высокотемпературных механических свойств, а также существующих проблем, ключевые точки прорыва и направление будущего развития HRTMC являются предложенный.

После многих лет исследований был достигнут большой прогресс в проектировании, подготовке и обработке TMC. Благодаря упорядоченному регулированию структурных параметров, таких как размеры, тип и характеристики распределения фазы подкрепления и структуры матрицы, были улучшены комплексные свойства материалов, а ключевые проблемы подготовки TMCS и формирования компонентов были решены, были решены. и они были применены в некоторых ключевых полях. Это принесло хорошие социальные и экономические выгоды. Чтобы еще больше улучшить комплексные показатели HRTMC, способствовать разработке передовой технологии обработки для композитных материалов и продолжать расширять разведку применения материалов в аэрокосмической, нефтяной, химической промышленности, судах и других областях, работа может выполняться из Следующие четыре направления в будущем.

(1) Крупномасштабные TMCS, отлитые слитками или порошковой металлургией, приготовление заготовки, труба, стержень, промышленное производство пластин. Крупномасштабные компоненты необходимо подготовить более широкие спецификации композитного слитка или металлургического заготовки титана, как приготовление равномерного состава, хорошую консистенцию, отсутствие дефектов и стабильное качество литого насилки и металлургического заготовки является ключевой проблемой, которая должна быть решена в крупных -Калевое применение TMCS. Исходя из этого, производство трубок TMCS, стержней и тарелок реализуется с помощью промышленного оборудования.

(2) Микронано-конфигурационное соединение. Прочность на границе зерна значительно уменьшается при высокой температуре. Укрепление границы зерна является ключом к дальнейшему улучшению высоких температурных характеристик HRTMC в будущем. Высокая температура HRTMCS может быть значительно улучшена за счет укрепления микро/нано -нано. Следовательно, ожидается, что комбинация укрепления микро -нано и укрепления конфигурации повысит высокую температуру TMC. Оптимизируя тип, содержание, размер и пространственное распределение армирования в композитных материалах, реализовано многоструктурное распределение многокомпонентного и многомасштабного армирования, что становится новым способом сломать узкую часть теплостойкости TMC.

(3) Разработать передовые технологии обработки в ближней сети. Аддитивное производство, точное литье и изотермическое суперпластическое образование представляют собой три вида технологии ближнего чистого формирования, которые являются важным прорывом для решения формирования компонента комплекса HRTMCS. С точки зрения аддитивного производства, композитный порошок имеет врожденное преимущество, и разработка нового композитного порошкового маршрута краткосрочного процесса для снижения производственных затрат и сокращения цикла процесса помогает способствовать разработке аддитивной технологии HRTMCS. Что касается точного литья, необходимо оптимизировать состав сплава матричного сплава, а также тип и содержание подкрепления, а также имитацию процесса литья TMCS Precision для оптимизации модели литья и процесса, чтобы уменьшить дефекты литья, улучшить текучесть и обеспечить наполнение и улучшить механические свойства отливок. С точки зрения изотермического суперпластического формирования, необходимо продолжить углубленное исследование процесса и механизма суперпластического формирования HRTMCS, а также изучить влияние множественного многомасштабного усиления и его распределения конфигурации на механизм суперпластической деформации, чтобы достичь мелкого регулирования. матричной структуры и поддерживать распределение конфигурации подкрепления и дополнительно оказывать ее преимущества при подготовке стабилизации комплексных компонентов большого размера.

(4) Улучшить разработку комплексных данных о производительности и связанных с ними технологий обнаружения. В дополнение к хорошей стойке в комнатной температуре и превосходной высокой температуре, HRTMCS также уделяет больше внимания свойствам ползучести, вязкостью перелома и усталости, которые являются ключевыми показателями, которые необходимо учитывать, когда TMCs используются в экстремальных средах, таких как аэрокосмическая. Влияние подкрепления, соответствующего распределения конфигурации и параметров деформации на всеобъемлющие свойства следует рассмотреть для оптимизации проектирования, подготовки и обработки композитных материалов. В то же время необходимо решить ключевые задачи, такие как обнаружение композитов титанового матрица и неразрушающее тестирование, что имеет значительное значение для ускорения применения HRTMC.