Projektowanie kompozytowe wielowymiarowych, wieloskalowych kompozytów wzmocnionych osnową tytanową

Wraz z rozwojem chińskiej technologii lotniczej i kosmicznej rosną wymagania dotyczące materiałów konstrukcyjnych pracujących w trudnych warunkach eksploatacyjnych, takich jak wytrzymałość. Wśród wielu materiałów kompozyty z osnową tytanową wzmocnione nieciągle stopniowo stają się przedmiotem zainteresowania badaczy ze względu na ich zalety, takie jak niska gęstość, wysoka wytrzymałość, wysoka sztywność, wysoki moduł właściwy i dobra odporność na wysokie temperatury itp. Po ponad 30 latach badań i optymalizacji, opracowano wiele wieloskalowych kompozytów wzmocnionych osnową tytanową. Po ponad 30 latach badań i optymalizacji opracowano wiele dojrzałych systemów kompozytów z osnową tytanową, a wszechstronne właściwości materiałów przyniosły wielki przełom. W porównaniu z osnową ze stopu tytanu, temperaturę stosowania kompozytów z osnową tytanową można zwiększyć o 100 ~ 150 stopni poprzez rozsądne projektowanie i przetwarzanie, a wytrzymałość można zwiększyć o ponad 100 MPa w tej samej temperaturze, co ma zastąpić tradycyjne wysokotemperaturowe materiały metalowe w środowisku serwisowym o wysokiej temperaturze, aby osiągnąć redukcję masy.
W ostatnich latach propozycja nowych teorii projektowania materiałów, takich jak wielowymiarowe, wieloskalowe wzmocnienie i wzmocnienie struktury bionicznej, dostarczyła nowych pomysłów badawczych mających na celu dalszą optymalizację wydajności kompozytów z osnową tytanową oraz metod przygotowania wielowymiarowego, wieloskalowego zbrojenia osnowy tytanowej Kompozyty, które są obecnie bardziej dojrzałe w zastosowaniu, to głównie kompozyty autogeniczne in situ i metalurgia proszków. Technologia autogeniczna in situ umożliwia równomierne rozprowadzenie mikro/nanowzmocnień w matrycy oraz uzyskanie doskonałej struktury i właściwości międzyfazowych!0; Technologia metalurgii proszków może sprawić, że zbrojenie będzie nierównomiernie rozłożone w osnowie o określonej strukturze poprzez wstępne projektowanie, takie jak mieszanie i nakładanie proszku, co zwiększa możliwości projektowania materiału. Dlatego te 2 procesy zyskały szeroki zakres zastosowań w dziedzinie przygotowania kompozytów z osnową tytanową.
W tym artykule dokonamy przeglądu obecnego stanu badań i zastosowań kompozytów z osnową tytanową pod kątem koncepcji projektowania kompozytów, zaawansowanej technologii przetwarzania, właściwości mechanicznych i zastosowań inżynieryjnych wielowymiarowych, wieloskalowych, wzmocnionych kompozytów z osnową tytanową, a także przedstawimy potencjał kierunek badań tego materiału, mając na celu dalsze doskonalenie kompleksowych właściwości kompozytów na osnowie tytanowej, rozwiązywanie problemów przetwórstwa kompozytów na osnowie tytanowej i tym samym promowanie kompozytów o osnowie tytanowej „Zintegrowany rozwój projektowania, wytwarzania, formowania i stosowania kompozytów o osnowie tytanowej kompozyty.
Chińskie kompozyty z osnową tytanu, po długim okresie badań i rozwoju, mają już dojrzały system materiałów i technologię przygotowania, a wszechstronne właściwości materiału zostały znacznie ulepszone. W celu dalszej poprawy wszechstronnej wydajności kompozytów z osnową tytanową, rozwiązania problemów przetwarzania kompozytów z osnową tytanową, tak aby osiągnąć integrację kompozytów z osnową tytanową „projektowanie-przygotowanie-formowanie-zastosowanie”, przyszły kierunek badań i trend rozwojowy powinien skupiać się na następujących punktach.
(1) Projekt hartowania „mikro-nano + konfiguracja”: poprzez zaprojektowanie typu, rozmiaru, rozmieszczenia i struktury kompozytu wzmacniającego z osnową tytanową, w celu uzyskania uporządkowanego, nierównomiernego rozkładu elementu wzmacniającego, odgrywania roli skali korpusu wzmacniającego i konfiguracja synergistycznego hartowania, aby przełamać wytrzymałość materiału kompozytowego i wytrzymałość plastyczną, odwrócenie ograniczeń stabilności właściwości materiału, opracować nowy typ kompozytów z osnową tytanu o wysokiej wytrzymałości i wysokiej wytrzymałości. Opracowano nowy typ kompozytów z osnową tytanową o wysokiej wytrzymałości i wysokiej wytrzymałości.
(2) Osiągnij precyzję formowania i precyzyjną kontrolę organizacji dzięki inteligentnej technologii obróbki cieplnej: pogłębij badania nad procesem obróbki cieplnej i mechanizmem kompozytów z osnową tytanową, zbadaj wpływ wzmocnienia, początkowej organizacji, konfiguracji wewnętrznej i innych czynników na odkształcenie termiczne mechanizmu kompozytów z osnową tytanową, stworzyć kompletny system obróbki cieplnej, uzyskać precyzyjną kontrolę organizacji materiału kompozytowego i popchnąć do przodu zastosowanie technologii kucia izotermicznego w przygotowaniu wielkogabarytowych materiałów konstrukcyjnych. Aplikacja.
(3) Stabilizowane przygotowanie wysokiej klasy, wysokowydajnych komponentów kompozytów z osnową tytanową: wykorzystanie zalet technologii przygotowania i zaawansowanych środków przetwarzania, przyjęcie połączenia technologii autogenicznej in situ, technologii napawania laserowego i technologii wytwarzania przyrostowego (druk 3D) opracowanie technologii przygotowania i przetwarzania końcowego materiałów kompozytowych, takich jak precyzyjne drobne komponenty, komponenty o złożonej strukturze i inne wysokiej klasy komponenty, tak aby kompozyty z osnową tytanową spełniały potrzeby najnowocześniejszych dziedzin pod względem wydajności i precyzji. wymagania w najnowocześniejszych dziedzinach.
(4) Opracuj tanią i wydajną technologię przygotowania i przetwarzania materiałów kompozytowych z osnową tytanową, popraw wydajność materiału, obniż próg stosowania materiałów kompozytowych z osnową tytanową i zrealizuj zastosowanie dostępnych w terenie materiałów kompozytowych z osnową tytanową przemysłu wojskowego do dziedziny przemysłu cywilnego.