TiB2顆粒對鋁基復(fù)合材料變形過程的影響.pdf

1、原位自生 TiB2顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，由于其優(yōu)異的性能在航空、航天等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用和關(guān)注，如高強(qiáng)度、高模量和高硬度等等。上海交大特種材料研究中心自“十五”和“十一五”期間一直開展原位自生顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的研究工作，取得了創(chuàng)新性的成果，成功制備得到了微納米級的TiB2增強(qiáng)顆粒。眾所周知，材料的微觀組織是影響其力學(xué)性能的決定性因素，然而國內(nèi)外對于 TiB2顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料變形機(jī)制以及復(fù)合材料變形過程中的微觀組織結(jié)構(gòu)演變情況的

2、研究還不太深入。因此，本論文對分別冷軋至60％，75%，90%和95%的四種5%TiB2顆粒增強(qiáng)純鋁基復(fù)合材料進(jìn)行了詳細(xì)的微觀組織表征和力學(xué)性能測試，以探索出復(fù)合材料的微觀組織演變情況和變形機(jī)制，為在工程領(lǐng)域提高材料的強(qiáng)度提供理論指導(dǎo)。
　　采用掃描電鏡、EBSD和中子衍射等技術(shù)對四個不同變形量的TiB2/Al復(fù)合材料進(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果表明：1. TiB2/Al復(fù)合材料中微納TiB2顆粒分布呈現(xiàn)高密度富集在晶界和低密度彌散均

3、勻分布在晶內(nèi)兩種形態(tài)。富集在晶界的TiB2顆粒會促進(jìn)大角度晶界的形成，而彌散均勻分布微納 TiB2顆粒會阻礙位錯和晶界的移動，使復(fù)合材料中晶界的形成相比于鋁合金更困難。2.微納TiB2顆粒富集區(qū)應(yīng)力分布集中，在變形過程中會促進(jìn)再結(jié)晶的形核，然而彌散分布的微納 TiB2顆粒會阻礙位錯和晶界的運(yùn)動，限制了再結(jié)晶晶粒的長大，從而形成小的再結(jié)晶晶粒。3.變形后的TiB2/Al復(fù)合材料中的晶粒尺寸相差極大，其中直徑<2μm的晶粒占晶?？倲?shù)的90%

4、以上，卻僅占面積的22%以下，集中分布在TiB2顆粒富集區(qū)周圍，這部分晶粒由變形小晶粒和再結(jié)晶小晶粒共同構(gòu)成；而直徑>2μm的晶粒占總數(shù)的10%以下，卻占據(jù)有78%以上的面積。4. TiB2/Al復(fù)合材料中的織構(gòu)體積分?jǐn)?shù)和織構(gòu)銳度均低于鋁合金，說明微納 TiB2顆粒對位錯的滑移和晶粒的轉(zhuǎn)動有阻礙作用，使復(fù)合材料的織構(gòu)弱化。5.在冷軋變形過程中，彌散分布的微納TiB2顆粒會隨著周圍的鋁基體轉(zhuǎn)動而一起轉(zhuǎn)動。
　　通過室溫單相拉伸試驗(yàn)對