原位合成TiB2-Al-4Cu復(fù)合材料組織和性能的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，航空航天和汽車制造等領(lǐng)域要求結(jié)構(gòu)材料具有高強(qiáng)度的同時(shí)需具有高韌性和高耐磨性等優(yōu)良性能。傳統(tǒng)鑄造鋁銅合金通常采用合金化、外加增強(qiáng)體、優(yōu)化熔鑄工藝和熱處理制度等方法提高其性能。但這些方法不同程度的存在組織不均勻、晶粒粗大、界面污染等缺點(diǎn)，并且工藝復(fù)雜、成本高。而采用原位合成法制備顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料很好的解決了上述問題，并已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。本文以航空領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的鋁銅合金為背景材料，采用混合鹽法原位合成xTiB

2、2/Al-4Cu復(fù)合材料（x=2、4、6、8、10wt％）。
　　借助等離子體發(fā)射光譜儀（ICP）、X射線衍射儀(XRD)、同步熱分析儀（DTA）測(cè)定了復(fù)合材料的成分、相組成和相轉(zhuǎn)變溫度；通過單因素實(shí)驗(yàn)確定了基體和復(fù)合材料的最佳固溶處理工藝參數(shù)，研究了不同時(shí)效溫度下顆粒含量對(duì)基體合金時(shí)效硬化行為的影響；測(cè)定了材料最佳T6態(tài)的室溫力學(xué)性能，并分別改變載荷和摩擦?xí)r間，測(cè)試了材料的室溫干滑動(dòng)摩擦磨損性能。采用金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡

3、(SEM)、能量散射譜(EDS)對(duì)復(fù)合材料鑄態(tài)組織、熱處理組織、拉伸斷口、磨損形貌進(jìn)行了觀察和分析，探討了 TiB2顆粒細(xì)化基體組織的機(jī)理和復(fù)合材料的時(shí)效硬化機(jī)制，研究了復(fù)合材料的斷裂機(jī)制和強(qiáng)化機(jī)理，分析了復(fù)合材料的磨損機(jī)理。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：原位合成的TiB2顆粒在基體中分布均勻、尺寸細(xì)小。隨著TiB2顆粒含量的增加，基體的晶粒尺寸明顯減小，復(fù)合材料的硬度逐漸升高，到達(dá)峰時(shí)效的時(shí)間也逐漸縮短，復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度顯著提