Többváltozós többléptékű megerősített titán mátrix kompozitok kompozit tervezése

A kínai repülőgép- és légiközlekedés-technológia fejlődésével a szerkezeti anyagokkal szemben támasztott követelmények a zord üzemi környezetekben, például a szívósságban is nőnek. Számos anyag közül a szakaszosan megerősített titán mátrix kompozitok fokozatosan a kutatók hotspotjává váltak az alacsony sűrűség, a nagy szilárdság, a nagy merevség, a nagy fajlagos modulus és a jó magas hőmérsékleti ellenállás stb. előnyei miatt. Több mint 30 évnyi kutatás után és Az optimalizálás érdekében többféle, többlépcsős megerősített titán mátrix kompozitot fejlesztettek ki. Több mint 30 éves kutatás és optimalizálás után számos érett titán mátrix kompozit rendszert fejlesztettek ki, és az anyagok átfogó teljesítménye nagy áttörést hozott. A titánötvözet mátrixhoz képest a titán mátrix kompozitok használati hőmérséklete 100-150 fokkal növelhető az ésszerű tervezés és feldolgozás révén, és a szilárdság több mint 100 MPa-val növelhető ugyanazon a hőmérsékleten, ami várhatóan felváltja a hagyományos magas hőmérsékletű fémanyagok magas hőmérsékletű szolgáltatási környezetben a súlycsökkentés elérése érdekében.
Az elmúlt években az olyan új anyagtervezési elméletek javaslata, mint a többváltozós többléptékű erősítés és a bionikus szerkezet megerősítése új kutatási ötleteket adott a titán mátrix kompozitok teljesítményének további optimalizálására, valamint a titán mátrix többváltozós többléptékű megerősítésének előkészítési módszereire. A jelenleg kiforrottabb kompozitok főként in situ autogén és porkohászat. Az in situ autogén technológiával a mikro/nano erősítés egyenletesen oszlik el a mátrixban, és kiváló határfelületi szerkezetet és határfelületi tulajdonságokat érhet el!0; A porkohászati ​​technológia egy bizonyos szerkezetű mátrixban egyenetlenül oszlathatja el az erősítést előre tervezéssel, például keveréssel és por lerakásával, ami növeli az anyag tervezhetőségét. Ezért ez a 2 eljárás széles körű alkalmazási területet ért el a titán mátrix kompozitok előállítása területén.
Ebben a cikkben áttekintjük a titán mátrix kompozitok kutatásának és alkalmazásának jelenlegi állását a kompozit tervezési ötletek, a fejlett feldolgozási technológia, a többváltozós többléptékű megerősített titán mátrix kompozitok mechanikai tulajdonságai és mérnöki alkalmazásai szempontjából, és felvázoljuk a lehetőségeket. Ennek az anyagnak a kutatási iránya, a titán mátrix kompozitok átfogó teljesítményének további javítása, a titán mátrix kompozitok feldolgozási problémáinak megoldása és ezzel a titán mátrix kompozitok népszerűsítése céljából "A titán mátrix tervezésének, elkészítésének, kialakításának és alkalmazásának integrált fejlesztése kompozitok.
A kínai titán mátrix kompozitok hosszú kutatási és fejlesztési időszak után már kiforrott anyagrendszerrel és előkészítési technológiával rendelkeznek, az anyag átfogó teljesítménye jelentősen javult. A titán mátrix kompozitok átfogó teljesítményének további javítása, a titán mátrix kompozitok feldolgozási problémáinak megoldása érdekében, a titán mátrix kompozitok "tervezés-előkészítés-formázás-alkalmazás" integrációja érdekében a kutatás jövőbeli iránya, ill. fejlesztési trendet a következő pontokra kell összpontosítani.
(1) "mikro-nano + konfiguráció" keményítő kialakítás: a titán mátrix kompozit megerősítő test típusának, méretének, eloszlásának és szerkezetének megtervezésén keresztül az erősítőtest rendezett, nem egyenletes eloszlásának elérése érdekében a megerősítő test méretének és konfigurációs szinergetikus edzés, hogy áttörje a kompozit anyag szilárdság-plasztikus szívóssága az anyag tulajdonságainak stabilitásának korlátainak megfordítását, új típusú nagy szilárdságú és nagy szívósságú titán mátrix kompozitokat dolgozzon ki. Új típusú nagy szilárdságú és nagy szilárdságú titán mátrix kompozitokat fejlesztenek ki.
(2) A precíziós alakítás és a szervezés pontos vezérlése intelligens hőfeldolgozási technológiával: elmélyítse a titán mátrix kompozitok hőfeldolgozási folyamatának és mechanizmusának kutatását, vizsgálja meg a megerősítés, a kezdeti szervezés, a belső konfiguráció és egyéb tényezők hatását a termikus deformációra titán mátrix kompozitok mechanizmusát, komplett hőfeldolgozási rendszert hoz létre, precízen szabályozza a kompozit anyagok szerveződését, és előmozdítja az izoterm kovácsolási technológia alkalmazását nagy méretű szerkezeti anyagok előkészítésében. Alkalmazás.
(3) A titán mátrix kompozitok csúcsminőségű, nagy teljesítményű összetevőinek stabilizált előkészítése: az előkészítési technológia és a fejlett feldolgozási eszközök előnyeinek kihasználása, az in situ autogén technológia, a lézeres burkoló technológia és az additív gyártási technológia (3D nyomtatás) kombinációjának alkalmazása kompozit anyagok, például precíziós apró alkatrészek, szerkezetileg összetett alkatrészek és egyéb csúcskategóriás alkatrészek előkészítési és utófeldolgozási technológiájának fejlesztése annak érdekében, hogy a titán mátrix kompozitok megfeleljenek a legmodernebb területek igényeinek teljesítmény és precizitás tekintetében. követelményeknek az élvonalbeli területeken.
(4) Alacsony költségű és nagy teljesítményű titán mátrix kompozit anyagok előkészítési és feldolgozási technológiájának kidolgozása, az anyagsebesség javítása, a titán mátrix kompozit anyagok használatának küszöbértékének csökkentése, és a titán mátrix kompozit anyagok felhasználásának megvalósítása a területen. hadiiparból a polgári ipar területére.