1、第三部分，向?qū)焾?bào)告了成分誘導(dǎo)法制備鈦/鋼復(fù)合材料的技術(shù)研究：朱培賢，2015年5月，1，PPT研究交流，目錄，2，PPT研究交流，選題背景和意義，1791年，葛雷格發(fā)現(xiàn)了礦物中一種未知的新元素。1795年，德國化學(xué)家發(fā)現(xiàn)金紅石被命名為鈦。鈦/鋼層狀復(fù)合材料因其經(jīng)濟(jì)和功能特性而被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。特別是鈦-鋼復(fù)合材料具有優(yōu)異的鋼的強(qiáng)度、導(dǎo)熱性和焊接性以及鈦良好的耐腐蝕性，作為海洋和沿海陸地的結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有較好的應(yīng)用前景。3、PPT學(xué)習(xí)和交流，傳統(tǒng)的三種方法，都有局限性，不能滿足需求。人類活動(dòng)向深海發(fā)展，需要鈦鋼復(fù)合材料的支撐。選題的背景和意義。滾軋復(fù)合法：滾軋復(fù)合界面太寬，界面相的可控性和冶金

2、結(jié)合程度受到嚴(yán)重限制；爆炸復(fù)合法：爆炸法生產(chǎn)的復(fù)合產(chǎn)品尺寸有限，存在振動(dòng)、噪音、爆炸處理等問題。爆炸軋制法：接頭界面易形成脆性層，這種方法污染嚴(yán)重，不適合薄板的連續(xù)生產(chǎn)。4.PPT研究與交流，選題的背景和意義，第三組分誘導(dǎo)法，以及第三組分誘導(dǎo)法制備鈦/鋼復(fù)合材料，利用中間金屬(銅)改善鈦與鋼的關(guān)系。利用能量補(bǔ)償原理，解決了鈦與鋼的界面結(jié)合。5，PPT學(xué)習(xí)與交流，課題背景和意義，意義，6，PPT學(xué)習(xí)與交流，研究目標(biāo)和內(nèi)容。為了提高鈦和鋼之間的互溶性，本研究利用能量補(bǔ)償原理在鈦和鋼之間引入中間金屬，從而解決鈦和鋼之間的界面結(jié)合問題。研究目標(biāo)7。PPT研究與交流，研究目標(biāo)與內(nèi)容，第三組分誘導(dǎo)法制備技

3、術(shù)及其對(duì)鈦-鋼復(fù)合材料力學(xué)和界面的影響，研究內(nèi)容，8。因此，本研究的設(shè)想是在鈦和鋼之間引入介質(zhì)銅，通過真空熱壓擴(kuò)散焊接制備鈦/鋼疊層復(fù)合材料，加熱溫度為700-950，保溫時(shí)間為0.5-4小時(shí)。制備的鈦/鋼層壓復(fù)合材料的形態(tài)如圖所示。圖書、中國期刊全文數(shù)據(jù)庫或萬方學(xué)位論文數(shù)據(jù)庫等。如陳奇倪麗中：復(fù)合材料科學(xué)與工程碩士北京：科學(xué)出版社，2002。加藤，安倍，富澤。鋼鎳和鋼擴(kuò)散連接的界面結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。材料科學(xué)雜志，1997，32(19): 5225-5232，9，PPT研究與交流，熱壓擴(kuò)散制備樣品編號(hào)，研究方法，10，PPT研究與交流，研究方法，第三組分感應(yīng)法-工作原理，真空熱壓擴(kuò)散制備真空熱壓

4、擴(kuò)散焊接法是將兩種或兩種以上的金屬材料(包括中間層材料)壓在一起，置于真空中，對(duì)其施加壓力，使連接界面微縫隙處的微塑性變形接近熱壓擴(kuò)散焊的特點(diǎn)是可以獲得與基體性能一致的接頭性能，并且可以焊接不同性能和尺寸的材料，接頭不會(huì)出現(xiàn)宏觀變形和小的殘余應(yīng)力。因此，在本研究中，真空熱壓擴(kuò)散焊是制備鈦/鋼疊層復(fù)合材料最理想的方法。鈦/鋼層狀復(fù)合材料穩(wěn)定連續(xù)冶金結(jié)合界面的中間金屬為銅，銅與基體鋼屬于互溶體系，可形成穩(wěn)定連續(xù)的固溶體，為穩(wěn)定連續(xù)冶金結(jié)合界面的形成奠定了基礎(chǔ)，11，PPT研究與交流，研究現(xiàn)狀與結(jié)論，項(xiàng)目主要進(jìn)展，2013年9-12月，2014年1-9月，項(xiàng)目獲得批準(zhǔn)。找到與主題相關(guān)的文檔，并對(duì)閱讀

5、的文檔進(jìn)行總結(jié)和討論。制定和修改實(shí)驗(yàn)方案，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需的材料，根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需的樣品，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)樣品和制備測(cè)試樣品，聯(lián)系實(shí)驗(yàn)室測(cè)試實(shí)驗(yàn)樣品(三點(diǎn)彎曲和拉伸實(shí)驗(yàn))，12。PPT研究與交流，研究現(xiàn)狀與結(jié)論，2014年10-11月，2014年12月至今，借助分析測(cè)試方法，對(duì)鈦鋼界面的形成機(jī)理和結(jié)論進(jìn)行了研究，探討了工藝參數(shù)對(duì)界面形成的影響，并對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行了總結(jié)。研究制備鈦/鋼層狀復(fù)合材料的關(guān)鍵技術(shù)，研究鈦-鋼界面的形成機(jī)理和演化規(guī)律，整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，調(diào)整和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案。13、PPT研究與交流，拉伸試驗(yàn)力學(xué)性能試驗(yàn)，繪制鈦/銅/鋼疊層復(fù)合板拉伸試驗(yàn)結(jié)果，14、PPT研究與交流，繪制界面拉伸強(qiáng)度與

6、燒結(jié)溫度的關(guān)系，繪制界面拉伸強(qiáng)度與保溫時(shí)間的關(guān)系，當(dāng)保溫時(shí)間相同時(shí)，界面拉伸強(qiáng)度隨著燒結(jié)溫度的升高而增加。因?yàn)楫?dāng)溫度低時(shí)，原子間的相互擴(kuò)散量小，抗拉強(qiáng)度低；當(dāng)溫度升高時(shí)，原子的相互擴(kuò)散增加，抗拉強(qiáng)度增加。經(jīng)700-820和120分鐘處理后，界面抗拉強(qiáng)度約為100-175兆帕。820擴(kuò)散后，隨著保溫時(shí)間的增加，拉伸強(qiáng)度不斷下降，但斷裂位置均位于基底鋼板一側(cè)，證明A5-A9試樣結(jié)合界面的拉伸強(qiáng)度大于基底鋼板。經(jīng)820擴(kuò)散溫度和120-240分鐘保溫時(shí)間處理后，界面抗拉強(qiáng)度約為140-175兆帕。15，PPT學(xué)習(xí)交流，三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)的力學(xué)性能試驗(yàn)，圖3鈦/銅/鋼疊層復(fù)合板的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)結(jié)果，16，PP

7、T學(xué)習(xí)交流，該復(fù)合板在760及以上真空熱壓擴(kuò)散連接時(shí)具有良好的塑性加工能力，在成形加工過程中可彎曲變形。通過分析鈦/銅/鋼疊層復(fù)合板良好彎曲性能的原因，可以看出TA2鈦板本身和Q235鋼具有良好的塑性韌性和塑性成形性；此外，在工藝試驗(yàn)中采用了合適的真空熱壓工藝參數(shù)，在兩基板的結(jié)合界面沒有產(chǎn)生明顯的缺陷，如雜質(zhì)相和其他裂紋源。因此，在彎曲試驗(yàn)中，鈦/銅/鋼復(fù)合板表現(xiàn)出良好的塑性成形能力和抗彎曲能力。3點(diǎn)彎曲試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果，3點(diǎn)彎曲試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果，17，PPT研究與交流，鈦/銅/鋼疊層復(fù)合板的界面微觀結(jié)構(gòu)與形貌分析，試驗(yàn)開始前，為了提高樣品的電導(dǎo)率，采用E-1010離子濺射裝置對(duì)待觀察樣品表面進(jìn)行鍍金

8、處理，使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)照片更加理想。鈦/銅/鋼疊層復(fù)合板的界面分析表明，試樣A1-A3切割后，中間過渡層銅與基體材料鈦、鐵之間存在較大的裂紋，可認(rèn)為是擴(kuò)散溫度低、保溫時(shí)間短、界面擴(kuò)散差、復(fù)合效果差。其他樣品選用具有代表性的樣品A4 (790，120分鐘)和A5 (820，120分鐘)，鈦/銅/鋼復(fù)合板的掃描電鏡界面顯微照片(放大2000)，當(dāng)保溫時(shí)間為120分鐘時(shí)，790燒結(jié)的樣品鋼側(cè)與中間過渡層銅之間存在明顯的間隙，表明在此實(shí)驗(yàn)條件下鋼與銅不能獲得良好的界面復(fù)合效果。 只有鈦側(cè)和銅側(cè)在界面處發(fā)生擴(kuò)散反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了良好的結(jié)合和反應(yīng)，而燒結(jié)溫度為820的試樣鋼和鈦兩側(cè)在中間過渡層與銅發(fā)生擴(kuò)散反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了

9、良好的界面復(fù)合效果，表明三個(gè)樣品的鋼側(cè)和鈦側(cè)的碳含量基本保持不變。隨著保溫時(shí)間的增加，銅的含量從擴(kuò)散層向鈦板側(cè)略有增加，鈦和鐵的分布呈X形。隨著保溫時(shí)間的增加，鐵在鈦側(cè)的擴(kuò)散量略有增加，而鈦在鋼側(cè)的擴(kuò)散量較低，沒有明顯變化，表明在相同條件下，鐵原子的擴(kuò)散能力強(qiáng)于鈦原子?；阝?鋼疊層復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀和制備技術(shù)，根據(jù)鈦和鋼的特點(diǎn)以及鈦和鋼直接復(fù)合的缺陷，提出了鈦和鋼間過渡金屬銅熱壓擴(kuò)散復(fù)合材料的制備方法，制備了界面結(jié)合穩(wěn)定的鈦/銅/鋼疊層復(fù)合板。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)制備的鈦/銅/鋼復(fù)合層合板進(jìn)行綜合測(cè)試，得出以下結(jié)論：(1)掃描電鏡和線掃描測(cè)試結(jié)果表明，與鈦和鋼直接復(fù)合的材料相比，添加中間過渡金屬銅制備

10、的復(fù)合層合板接頭處形成的金屬化合物明顯減少，表明添加中間過渡金屬銅有利于鈦/鋼復(fù)合層合板的復(fù)合。掃描電鏡測(cè)試結(jié)果表明，在相同燒結(jié)溫度下，隨著保溫時(shí)間的增加，中間擴(kuò)散層的寬度逐漸增加；界面線掃描測(cè)試結(jié)果表明，在相同燒結(jié)溫度下，隨著保溫時(shí)間的增加，銅的含量從擴(kuò)散層向鈦板側(cè)略有增加，鈦和鐵呈X形分布，鐵在鈦側(cè)的擴(kuò)散量隨著保溫時(shí)間的增加略有增加。以銅為中間層，熱擴(kuò)散法制備的鈦/鋼疊層復(fù)合材料具有良好的界面結(jié)合。加入銅中間層后，鈦和鋼在CuTi和其他復(fù)合中間層的作用下在界面處牢固結(jié)合。(2)拉伸試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著溫度的升高，拉伸強(qiáng)度逐漸增加，界面拉伸強(qiáng)度約為100 175兆帕。當(dāng)達(dá)到820時(shí)，斷裂位于基礎(chǔ)鋼板的一側(cè)，表明復(fù)合界面的抗拉強(qiáng)度大于基礎(chǔ)鋼板的抗拉強(qiáng)度。(3)三點(diǎn)彎曲