Композитный дизайн многовариантных многомасштабных композитов с армированной титановой матрицей

С развитием аэрокосмической и авиационной техники в Китае возрастают требования к конструкционным материалам, работающим в суровых условиях эксплуатации, например, к прочности. Среди многих материалов прерывисто армированные композиты с титановой матрицей постепенно стали горячей точкой для исследователей из-за их преимуществ низкой плотности, высокой прочности, высокой жесткости, высокого удельного модуля, хорошей устойчивости к высоким температурам и т. д. После более чем 30 лет исследований и В целях оптимизации были разработаны многочисленные многомасштабные армированные композиты с титановой матрицей. После более чем 30 лет исследований и оптимизации было разработано множество зрелых систем композитов с титановой матрицей, а комплексные характеристики материалов привели к большим прорывам. По сравнению с матрицей из титанового сплава, температура использования композитов с титановой матрицей может быть увеличена на 100 ~ 150 градусов за счет разумного проектирования и обработки, а прочность может быть увеличена более чем на 100 МПа при той же температуре, что, как ожидается, заменит традиционные высокотемпературные металлические материалы в условиях высокотемпературной эксплуатации для достижения снижения веса.
В последние годы предложение новых теорий проектирования материалов, таких как многомерное многомасштабное армирование и усиление бионической структуры, предоставило новые исследовательские идеи для дальнейшей оптимизации характеристик композитов с титановой матрицей, а также методов подготовки многомерного многомасштабного армирования титановой матрицы. В настоящее время более зрелыми в применении композитами являются, главным образом, автогенная и порошковая металлургия in-situ. Автогенная технология in situ позволяет добиться равномерного распределения микро/наноармирования в матрице и получения превосходной межфазной структуры и межфазных свойств!0; Технология порошковой металлургии позволяет сделать арматуру неравномерно распределенной в матрице с определенной структурой путем предварительного проектирования, например, смешивания и нанесения порошка, что повышает конструктивные возможности материала. Таким образом, эти два процесса нашли широкое применение в области приготовления композитов с титановой матрицей.
В этой статье мы рассмотрим текущее состояние исследований и применения композитов с титановой матрицей с точки зрения идей композитного дизайна, передовых технологий обработки, механических свойств и инженерных применений многовариантных многомасштабных армированных композитов с титановой матрицей, а также выдвинем потенциал направление исследований этого материала с целью дальнейшего улучшения комплексных характеристик композитов с титановой матрицей, решения проблем обработки композитов с титановой матрицей и, таким образом, продвижения композитов с титановой матрицей «Комплексная разработка дизайна, подготовки, формирования и применения титановой матрицы». композиты.
Китайские композиты с титановой матрицей после длительного периода исследований и разработок уже имеют зрелую систему материалов и технологию подготовки, комплексные характеристики материала были значительно улучшены. В целях дальнейшего улучшения комплексных характеристик композитов с титановой матрицей, решения проблем обработки композитов с титановой матрицей, чтобы добиться интеграции композитов с титановой матрицей «проектирование-подготовка-формование-применение», будущее направление исследований и Тенденция развития должна быть сосредоточена на следующих моментах.
(1) Конструкция упрочнения «микро-нано + конфигурация»: благодаря конструкции композитного армирующего тела с титановой матрицей типа, размера, распределения и структуры, чтобы добиться упорядоченного неравномерного распределения армирующего тела, играть роль масштаба армирующего тела и конфигурация синергетического ужесточения, чтобы прорваться через прочность композиционного материала пластической вязкости инверсии ограничений стабильности свойств материала, разработать новый тип высокопрочных и высокопрочных композитов с титановой матрицей. Разработан новый тип высокопрочных и высоковязких композитов на титановой матрице.
(2) Достичь прецизионного формования и точного контроля организации с помощью интеллектуальной технологии термической обработки: углубить исследование процесса термической обработки и механизма композитов с титановой матрицей, изучить влияние армирования, исходной организации, внутренней конфигурации и других факторов на термическую деформацию. механизм композитов с титановой матрицей, создать полную систему термической обработки, добиться точного контроля организации композиционного материала и продвинуть вперед применение технологии изотермической ковки при подготовке крупногабаритных конструкционных материалов. Приложение.
(3) Стабилизированная подготовка высококачественных высокопроизводительных компонентов из композитов с титановой матрицей: использование преимуществ технологии подготовки и передовых средств обработки, использование комбинации автогенной технологии in-situ, технологии лазерной наплавки и технологии аддитивного производства (3D-печать) разработать технологию подготовки и последующей обработки композитных материалов, таких как прецизионные крошечные компоненты, структурно сложные компоненты и другие высококачественные компоненты, чтобы сделать композиты с титановой матрицей отвечающими потребностям передовых областей с точки зрения производительности и точности. требования в передовых областях.
(4) Разработать недорогие и высокопроизводительные технологии подготовки и обработки композиционных материалов с титановой матрицей, улучшить скорость материала, снизить порог использования композиционных материалов с титановой матрицей и реализовать применение композиционных материалов с титановой матрицей на местах. военной промышленности в область гражданской промышленности.