Al-Ti-C中間合金TiC尺度分布及其界面富Ti過渡區(qū)形成機制的研究.pdf

1、本文利用X射線衍射儀(XRD)、光學(xué)顯微鏡(OM)、透射電鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)及場發(fā)射掃面電子顯微鏡(FESEM)等測試手段對Al-Ti-C中間合金中TiC粒子尺寸分布的影響因素及其界面富Ti過渡區(qū)的形成機制進行了研究。
　　 本文的主要研究工作如下：
　　 (1)Al-Ti-C中間合金制備過程中，隨熔煉溫度升高和保溫時間延長，TiC粒子的尺寸有增大的趨勢。分析后認為，小尺寸的TiC粒子在高溫下發(fā)生溶解，使熔

2、體中C濃度逐漸提高。在降溫過程中，過飽和的C原子會與Ti原子結(jié)合，在已生成的TiC粒子表面析出，使TiC粒子進一步長大。
　　 另外，隨溫度的降低，原子擴散能力的減弱，部分溶解的C原子和Ti原子難以有效擴散至附近的TiC粒子表面之上，兩者會重新結(jié)合以亞微米級TiC粒子的形式析出。因此，高溫熔煉條件下冷卻得到的Al-Ti-C中間合金中含有一定量亞微米級TiC。如在1700℃條件下，TiC粒子尺度的兩極分化現(xiàn)象突出。
　　

3、(2)1300℃和1700~C下制備的Al-Ti-C中間合金都能提高ZL203的抗拉性能。但是兩者對ZL203合金的強化效果存在較大差異。加入1300℃下制備的Al-Ti-C中間合金后，ZL203的抗拉強度得到明顯提高，當(dāng)加入量為1.0％時，抗拉性能可達到245MPa。相比而言，1700℃下得到的Al-Ti-C中間合金對ZL203的影響更加明顯，當(dāng)加入量為0.4％時，就可以使抗拉強度達到255MPa以上。這表明，1700℃溫度下制備的中

4、間合金中有效TiC粒子的數(shù)目更多，且粒子尺度的兩極分化，尺度較大粒子促進異質(zhì)形核，亞微米粒子則發(fā)揮彌散強化效果，從而對ZL203合金發(fā)揮更好的強化效果。
　　 (3)從熱力學(xué)角度研究了TiCx粒子與熔體中Ti的平衡關(guān)系，并分析了TiCx中C含量與界面Ti濃度之間的聯(lián)系，從而計算得到了不同TiCx粒子界面處Ti的濃度分布。結(jié)果表明，在平衡狀態(tài)下，當(dāng)TiCx中C含量較低時，Ti平衡的驅(qū)動力會使Ti原子在TiCx表面富集，形成富Ti過