攪拌摩擦加工對原位自生TiB2增強鋁基復合材料組織性能的影響.pdf

1、原位自生TiB2增強鋁基復合材料優(yōu)異的性能是增強相顆粒細小且與基體結合良好的結果。但是,其在微觀尺度上仍存在顆粒團聚,且容易在澆鑄過程中產(chǎn)生缺陷。因此需要進一步探尋有效方法以改善原位自生顆粒增強鋁基復合材料的微觀組織,從而提高其力學性能。攪拌摩擦加工能使材料產(chǎn)生劇烈塑性變形,是改善合金組織結構的有效加工手段。
　　本文采用攪拌摩擦加工處理原位自生TiB2增強鋁基復合材料,通過光鏡、掃描電鏡、透射電鏡等分析手段,系統(tǒng)研究該材料的Ti

2、B2顆粒分布、晶粒等微觀組織,以及硬度、強度、塑性等力學性能。通過實驗揭示了攪拌摩擦加工對該材料組織及力學性能帶來的影響,并分析討論了其性能提高的強化機制。
　　微觀結構分析表明,攪拌摩擦加工能顯著改善原位自生鋁基復合材料的組織結構。攪拌區(qū)內顆粒在微米尺度分布更為均勻,同時制備過程中產(chǎn)生的鑄造缺陷被消除。攪拌區(qū)內復合材料的晶粒直徑平均由45μm細化到小于2μm。攪拌區(qū)前進側與冠狀區(qū)在加工過程中材料塑性變形劇烈,發(fā)生動態(tài)再結晶過程,

3、因此加工后晶粒細小,增強相顆粒分布均勻。而后退側晶粒尺寸差異較大,增強相顆粒分布相比母材有較大改善,但仍有微團聚現(xiàn)象。由于攪拌摩擦加工過程中材料的流動是不均勻的,后退側材料流動不如前進側劇烈,所以材料只在部分區(qū)域發(fā)生動態(tài)再結晶,其余部分晶粒仍保持大變形狀態(tài)。這種材料流動不均勻性也造成了后退側再結晶晶粒之間的顆粒微團聚現(xiàn)象。
　　力學測試結果表明,攪拌摩擦加工能提高材料的綜合力學性能。顯微硬度分布證明,攪拌區(qū)的平均硬度高于母材區(qū),而