钛丝丝网原位合成TiC增强钢铁基复合材料研究

以大能量冲击、严酷磨损下材料应用问题为研究背景，采取铸渗复合-冶金反应原位合成工艺，首先制备微米级直径钛丝丝网钢铁基复合材料，通过控制半固态凝固过程，冶金反应获得原位合成TiC颗粒增强钢铁基复合材料。研究以构建钛丝丝网原位合成TiC增强钢铁基复合材料理论与技术体系为核心内容：(1)微米级直径钛丝丝网与钢铁基材料复合铸渗机理；(2)临界热容量、临界压力头、临界溢流工艺参数与微米级直径钛丝丝网原位合成TiC整体复合、局部复合和梯度复合关系模型和控制方法；(3)微米级直径钛丝丝网溶解、合金元素微区短程扩散、合金元素微区反应和TiC原位合成机理；(4)TiC颗粒体积分数，形貌及分布、TiC与基体相界面结构及特性对复合材料力学特性、磨损性能、磨损机理的作用机制。本项目不仅具有重要的理论研究价值，同时将促进高性能复合材料在磨损工况下的实际应用，具有重大的社会和经济意义。

采取铸渗复合-冶金反应原位合成工艺，制备出微米级直径钛丝丝网钢铁基复合材料，通过控制半固态凝固过程，冶金反应获得原位合成TiC颗粒增强钢铁基复合材料。以构建钛丝丝网原位合成TiC增强钢铁基复合材料理论与技术体系为核心，主要研究了如下内容：（1）微米级直径钛丝丝网与钢铁基材料复合铸渗机理；（2）临界热容量、临界压力头、临界溢流工艺参数与微米级直径钛丝丝网原位合成TiC 整体复合、局部复合和梯度复合关系模型和控制方法；（3）微米级直径钛丝丝网溶解、合金元素微区短程扩散、合金元素微区反应和TiC 原位合成机理；（4）TiC 颗粒体积分数，形貌及分布、TiC与基体相界面结构及特性对复合材料力学特性、磨损性能、磨损机理的作用机制。在此基础上，延伸出系列复合材料的丝材复合-原位反应制备工艺，并对复合材料组织和性能进行了初步探索性研究。