原位制備鋁基復(fù)合材料的熱處理工藝及力學(xué)性能研究.pdf

1、與傳統(tǒng)的金屬材料相比,鋁合金及其復(fù)合材料具有比強(qiáng)度、比剛度高、加工成形性好、尺寸穩(wěn)定性強(qiáng)和耐腐蝕性好等一系列優(yōu)點(diǎn),所以在汽車、電子、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域具有極其廣闊的發(fā)展前景。
　　 本文采用高能超聲輔助原位反應(yīng)法制備Al3Ti／7075鋁基復(fù)合材料,解決了傳統(tǒng)方法下制備的復(fù)合材料中增強(qiáng)顆粒分布不均勻與及增強(qiáng)顆粒與基體界面結(jié)合不好等問題。對(duì)制備的鋁基復(fù)合材料顯微組織、物相及力學(xué)性能進(jìn)行分析,結(jié)果表明:Al3Ti增強(qiáng)顆粒在基體中分布

2、均勻,晶粒組織細(xì)小,Al3Ti顆粒與基體界面結(jié)合良好。
　　 為進(jìn)一步提高復(fù)合材料的力學(xué)性能,采用箱式熱處理爐、顯微硬度器、SEM電鏡、能譜分析儀對(duì)Al3Ti／7075復(fù)合材料固溶和時(shí)效處理進(jìn)行分析,結(jié)果表明:復(fù)合材料的單級(jí)固溶處理的最佳方法為480℃／5h,復(fù)合材料經(jīng)此條件固溶處理后,第二相能夠較好的回溶到基體內(nèi)且不會(huì)發(fā)生晶粒長(zhǎng)的的現(xiàn)象。隨著固溶溫度繼續(xù)升高,溶質(zhì)原子溶入有限,溶質(zhì)原子帶來的強(qiáng)化效果不大,合金硬度有下降的趨勢(shì),

3、當(dāng)固溶溫度達(dá)到520℃時(shí),出現(xiàn)了組織過燒現(xiàn)象。復(fù)合材料的雙級(jí)固溶處理最佳方法為440℃／3h+480℃／2h,與單級(jí)固溶處理相比,復(fù)合材料在此條件下固溶處理后,復(fù)合材料能夠達(dá)到最大固溶度,第二相回溶更充分且硬度達(dá)到固溶處理最大值。進(jìn)而對(duì)復(fù)合材料時(shí)效行為進(jìn)行分析,結(jié)果表明:基體合金和復(fù)合材料在同一溫度下時(shí)效時(shí),復(fù)合材料到達(dá)時(shí)效峰的時(shí)間要比基體合金短；在同一溫度下,之所以Al3Ti／7075鋁基復(fù)合材料的硬度值要比基體的高,主要是因?yàn)椴捎昧?/p>

4、高能超聲法,使復(fù)合材料晶粒細(xì)化及原位反應(yīng)生成的Al3Ti顆粒能夠均勻分布在基體中。
　　 采用M-2000型磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)、掃描電鏡和電子天平對(duì)鑄態(tài)Al3Ti／7075復(fù)合材料及基體進(jìn)行干摩擦滑動(dòng)磨損實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:復(fù)合材料和基體的磨損現(xiàn)象都是若干種磨損機(jī)理的綜合作用的結(jié)果；隨著摩擦速度和載荷的增加,復(fù)合材料和基體的磨損率逐漸升高；從整體上來講,在同一摩擦條件下,復(fù)合材料的耐磨損性能高于基體；在低載荷磨損時(shí),由于復(fù)合材料中增強(qiáng)顆粒的