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固液反应法制备增强体层状分布的TiAl基复合材料板

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金属学报 2013年第11期49卷 1462-1466页

作者：崔喜平耿林方堃范国华郑镇洙王桂松哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

将纯Ti箔和TiB_2/Al复合材料箔交替堆垛,通过热轧获得Ti-(TiB_2/Al)叠层,随后进行热处理使固态Ti和液态TiB_2/Al快速发生化学反应,近净成形制备出增强体TiB_2颗粒呈层状分布的TiAl基复合材料板材.研究热处理过程中的相转变和组织演变规... 详细信息

将纯Ti箔和TiB_2/Al复合材料箔交替堆垛,通过热轧获得Ti-(TiB_2/Al)叠层,随后进行热处理使固态Ti和液态TiB_2/Al快速发生化学反应,近净成形制备出增强体TiB_2颗粒呈层状分布的TiAl基复合材料板材.研究热处理过程中的相转变和组织演变规律,并测试和评价了最终层状TiB_2-TiAl复合材料板材拉伸性能.结果表明:固态Ti和液态TiB_2/Al复合材料反应首先生成多孔结构TiAl_3相,1300℃,2 h,50 MPa的压力烧结实现材料致密化,随后热处理时TiAl_3与Ti继续发生反应扩散,最终生成全层片结构(α_2-Ti_3Al+γ-TiAl)层,TiB_2不参与任何反应,且呈层状分布于基体(α_2+γ)层中.TiB_2-rich层组碍了(α_2+γ)层的全层片组织粗化,并大幅提高了层状TiB_2-TiAl复合材料板材的高温拉伸性能.

关键词： TiAl基复合材料板热处理层状结构力学性能

TC11钛合金高温变形过程组织演变规律与性能研究

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TC11钛合金高温变形过程组织演变规律与性能研究

作者：崔喜平哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

变形温度和变形后不同热处理方式对TC11钛合金的组织有很大影响,而它的力学性能又对其组织非常敏感,所以本文在不同温度下对TC11钛合金进行了高温压缩,并对压缩后材料采取空冷和水淬两种冷却方式,再对材料进行了固溶时效和双重退火处理... 详细信息

变形温度和变形后不同热处理方式对TC11钛合金的组织有很大影响,而它的力学性能又对其组织非常敏感,所以本文在不同温度下对TC11钛合金进行了高温压缩,并对压缩后材料采取空冷和水淬两种冷却方式,再对材料进行了固溶时效和双重退火处理。研究了热处理工艺对热压缩变形材料的组织和力学性能的影响。同时,由于β锻造工艺塑性好、变形抗力低、产品热强性好和断裂韧性高等一系列优点,所以本文的高温成型试验温度选在相变点温度以上,重点研究了不同压下量的高温成型的TC11钛合金的组织演化规律,并利用数值模拟方法,模拟了高温成型过程中质点流动规律、温度场变化和成型后有效应变分布特征。在900oC～1050oC温度范围内压缩变形后TC11钛合金的热处理试验结果表明:随着压缩温度升高组织从拉长的等轴组织,过渡到双态组织再到片状组织。经过固溶时效处理后抗拉强度最好,但延伸率最低。TC11钛合金在相变点温度以下进行压缩后再经过双重退火,材料发生静态再结晶,使等轴组织增加;在相变点温度以上压缩,再进行双重退火热处理能增加α针的宽长比及减小α领域,所以压缩后经过双重退火的材料有很高的塑性和较高的强度,综合力学性能好。尤其1000oC压缩后进行双重退火的材料延伸率最高,而且强度也较高,综合力学性能最好。数值模拟高温变形试验结果表明:对于同一种挤压方式,较先填充的金属较早形成刚性区,成型后有效应变较小;较后填充的合金,有效应变较大。TC11钛合金在正挤压过程中,有效应变达到0.269前,加工硬化现象逐渐明显,之后发生动态软化。反挤压过程中的组织演变规律与正挤压过程类似,只是组织演变的速率不同。并建立了正反挤压的有效应变与硬度的定量关系。β锻造高温成型试验结果表明:随着变形量的增大,β晶粒沿着金属的充型方向发生变形拉长,晶界发生部分破碎,变形主要为晶间的局部变形,在破碎的晶界上有少量的动态再结晶,而后再增大变形量,动态再结晶区域增多并伴有部分晶粒粗化。

关键词： TC11钛合金热处理数值模拟高温变形

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静态法和共振法测量弹性模量的不确定度分析

物理测试 2023年第4期41卷 53-59页

作者：余建新崔喜平王晓鹏哈尔滨工业大学分析测试与计算中心黑龙江哈尔滨150001

分别采用静态法和共振法测量金属材料的弹性模量。其中静态法采用电子万能试验机和引伸计进行哑铃型棒状试样拉伸试验,采用工程应力-工程应变曲线弹性段的斜率计算弹性模量。共振法采用动态弹性模量与阻尼分析仪进行矩形自由梁试样的弯... 详细信息

分别采用静态法和共振法测量金属材料的弹性模量。其中静态法采用电子万能试验机和引伸计进行哑铃型棒状试样拉伸试验,采用工程应力-工程应变曲线弹性段的斜率计算弹性模量。共振法采用动态弹性模量与阻尼分析仪进行矩形自由梁试样的弯曲共振试验,基于弹性模量和弯曲共振基频的关系进行间接测量。依据测量不确定度评定与表示标准,以7075航空铝合金材料为例,对比了弹性模量静态法和共振法测量不确定度。结果表明:静态法的最大不确定度来源是引伸计测量的变形误差,共振法的最大不确定度来源是厚度测量误差。采用共振法的测量结果优于静态法测量结果,测量不确定度分析可为弹性模量的测量方法选择和结果评定提供参考。

关键词：弹性模量静态法共振法测量不确定度

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高温环境下材料泊松比测试方法研究

实验科学与技术 2022年第1期20卷 28-33页

作者：余建新王晓鹏崔喜平哈尔滨工业大学分析测试与计算中心哈尔滨150080

对高温环境下材料泊松比测试的共振法进行了研究,提出一种矩形样品的陶瓷杆三点支撑方法,结合弯曲模态振型节点和剪切模态振型节点确定样品支撑位置,采用脉冲激励技术同步测量弹性模量、剪切模量、泊松比、阻尼因子等材料参数,给出了高... 详细信息

对高温环境下材料泊松比测试的共振法进行了研究,提出一种矩形样品的陶瓷杆三点支撑方法,结合弯曲模态振型节点和剪切模态振型节点确定样品支撑位置,采用脉冲激励技术同步测量弹性模量、剪切模量、泊松比、阻尼因子等材料参数,给出了高温下泊松比测试流程,讨论了试验相关注意事项。以碳化硅颗粒增强铝合金为例,获得了泊松比随温度变化曲线。结果表明,随着温度升高,泊松比微小幅度增加。该方法可用于金属、陶瓷、钛合金等其他固体材料在高温环境下的泊松比测试。

关键词：弹性模量剪切模量泊松比脉冲激励技术高温环境

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达斡尔记忆:梅里斯的故事

中国民族 2010年第11期 15-17页

作者：鲍秀玲崔喜平

梅里斯,达斡尔语意为"有冰的地方"。17世纪中叶,达斡尔人大批迁入嫩江流域,在中游西岸建立村落。他们在这里垦殖、开发、建设,开启了梅里斯乃至嫩江流域近代文明与发展的先河,300多年来,经过以达斡尔族为主体的汉、满、蒙、回等各族人... 详细信息

梅里斯,达斡尔语意为"有冰的地方"。17世纪中叶,达斡尔人大批迁入嫩江流域,在中游西岸建立村落。他们在这里垦殖、开发、建设,开启了梅里斯乃至嫩江流域近代文明与发展的先河,300多年来,经过以达斡尔族为主体的汉、满、蒙、回等各族人民的共同开发和建设,齐齐哈尔梅里斯达斡尔族区从昔日的莽莽荒原,发展成为生态良好的自然环境与乡土气息水乳交融、现代文明与淳朴的民俗风情交相辉映的新型民族区。

关键词：达斡尔族故事记忆嫩江流域共同开发 17世纪近代文明齐齐哈尔

镁合金微弧氧化涂层表面原位制备MgCr-LDH纳米层及其耐蚀机理研究

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稀有金属材料与工程 2020年第8期49卷 2830-2838页

作者：梁思琰任魏巍林文鑫邹林池崔喜平陈俊锋福州大学福建福州350116 福建工程学院福建福州350118 哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150001

为了进一步提升镁合金耐蚀性,将水滑石(layered double hydroxides,LDH)与微弧氧化(MAO)涂层结合制备一种主动防护的高耐蚀复合涂层。采用原位法在AZ31镁合金MAO涂层表面制备了层间含NO3^-的MgCr-LDH层,构成LDH/MAO复合涂层,研究原有MA... 详细信息

为了进一步提升镁合金耐蚀性,将水滑石(layered double hydroxides,LDH)与微弧氧化(MAO)涂层结合制备一种主动防护的高耐蚀复合涂层。采用原位法在AZ31镁合金MAO涂层表面制备了层间含NO3^-的MgCr-LDH层,构成LDH/MAO复合涂层,研究原有MAO涂层表面LDH的微观组织结构及其与原始MAO涂层的相互作用,并利用长时间浸泡法和电化学法测试MgCr-LDH/MAO复合涂层试样在3.5%NaCl(质量分数)溶液中的耐蚀性能,揭示LDH层耐蚀机理,研究结果显示:LDH易于在镁合金表面MAO层的孔洞中形成,最终生成均匀致密片状结构的层。LDH的原位生长过程对原始MAO涂层没有破坏,MgCr-LDH与MAO涂层之间属于化学结合,具有强的粘附性与机械稳定性。MgCr-LDH/MAO复合涂层明显提高了AZ31镁合金的耐腐蚀性能,LDH层的耐蚀机理主要表现为两部分,一是LDH均匀形成于原始MAO层上,有效地覆盖了MAO层的孔洞与裂纹,阻挡氯离子通过MAO涂层的固有缺陷进入合金基体产生破坏;二是LDH的硝酸根层间阴离子能够与腐蚀环境中的氯离子进行离子交换,降低溶液中的氯离子浓度,从而延长涂层的耐蚀性。

关键词：镁合金水滑石原位制备复合涂层耐蚀机理

高温变形与热处理对TC11钛合金组织和性能的影响

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材料热处理学报 2009年第2期30卷 89-92页

作者：崔喜平耿林宋益标冯义成王庆伟哈尔滨工业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

用光学显微镜、扫描电子显微镜和电子万能试验机研究了等轴组织的TC11钛合金1000℃压缩变形及随后热处理对材料的微观组织和室温力学性能的影响。实验结果表明:锻造态的局部区域被拉长的等轴α相经过高温压缩水淬后等轴组织有恢复的趋势... 详细信息

用光学显微镜、扫描电子显微镜和电子万能试验机研究了等轴组织的TC11钛合金1000℃压缩变形及随后热处理对材料的微观组织和室温力学性能的影响。实验结果表明:锻造态的局部区域被拉长的等轴α相经过高温压缩水淬后等轴组织有恢复的趋势,再分别经过950℃×1h水冷+560℃×6h后空冷(淬火+人工时效)和950℃×1h空冷+560℃×6h后空冷(双重退火)处理的材料,等轴组织恢复的趋势更明显,且等轴α相数量增多;β相内析出片状α相变多变大;双重退火处理后β相内析出的α片层更厚,更长,数量更多。经过淬火+人工时效处理的材料抗拉强度与屈服强度分别达到1300MPa和1152MPa,与水淬的材料相比分别提高14.8%和16.8%;经过双重退火处理的材料强度达到1176MPa,伸长率达到15.95%,具有良好的综合力学性能。

关键词：压缩热处理等轴组织力学性能

(TiBw+(TiZr)5Si3)/TA15钛基复合材料粉末冶金制备与热处理改性

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中国科学：技术科学 2020年第7期50卷 935-946页

作者：黄陆军孙枫泊安琦韩亚坤刘悦崔喜平耿林哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

为了解决航天、航空与国防领域对轻质耐热高强韧结构材料迫切需求的难题,采用粉末冶金方法,成功制备出了网状结构(TiBw+(TiZr)5Si3)/TA15复合材料.结果显示,原位反应自生TiB晶须(TiBw)增强相分布在TA15钛合金颗粒周围形成网状结构,(TiZr... 详细信息

为了解决航天、航空与国防领域对轻质耐热高强韧结构材料迫切需求的难题,采用粉末冶金方法,成功制备出了网状结构(TiBw+(TiZr)5Si3)/TA15复合材料.结果显示,原位反应自生TiB晶须(TiBw)增强相分布在TA15钛合金颗粒周围形成网状结构,(TiZr)5Si3增强相分布在α/β相界面处附近,通过提高"晶界与相界强化"效果、解决"晶界与相界高温弱化"效果、抑制钛合金颗粒与α相组织长大,其室温与高温强度和塑性较TA15钛合金大幅提升,600℃抗拉强度较基体TA15钛合金提高了50%,断裂应变提高了58%.固溶与时效热处理通过改变TA15基体与(TiZr)5Si3增强相组织形态,实现高温强度与塑性大幅改善,如1100℃/40 min/WQ+600℃/5 h/AC固溶与时效热处理后,网状结构(TiBw+(TiZr)5Si3)/TA15复合材料600℃抗拉强度最高达到1010 MPa,700℃断裂应变最高达到38.5%.热处理后强度的提高主要是由于转变β组织形成以及固溶强化与时效析出第二相弥散强化.高温塑性的提高主要归因于组织细化界面增多与整体协调变形能力提升.

关键词：钛基复合材料粉末冶金热处理网状结构力学性能

轧制变形对网状结构TiB_w/Ti复合材料组织与力学性能的影响(英文)

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中国有色金属学会会刊：英文版 2012年第S1期22卷 79-83页

作者：黄陆军崔喜平耿林付玉哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室哈尔滨150001

通过反应热压技术成功制备出网状结构TiB晶须增强纯钛(TiBw/Ti)复合材料。原位合成的TiB晶须分布在大尺寸Ti基体颗粒周围形成网状结构。这种新型的网状结构TiBw/Ti复合材料表现出优异的综合力学性能。为了进一步改善力学性能及指导后续... 详细信息

通过反应热压技术成功制备出网状结构TiB晶须增强纯钛(TiBw/Ti)复合材料。原位合成的TiB晶须分布在大尺寸Ti基体颗粒周围形成网状结构。这种新型的网状结构TiBw/Ti复合材料表现出优异的综合力学性能。为了进一步改善力学性能及指导后续塑形变形加工,研究这种新型复合材料的轧制变形行为。结果表明:由于基体的形变强化,这种新型TiBw/Ti复合材料的强度可以通过轧制变形得到有效的提高,并且强度水平随着变形量的增加而增加。其中,通过轧制变形,可以使8.5%TiBw/Ti复合材料的强度从842MPa提高到 1030 MPa。需要指出的是,随着变形量的增加,TiB晶须的断裂程度也增加,这一点对复合材料的力学性能是不利的。

关键词：钛基复合材料轧制变形反应热压网状结构拉伸性能