Al-TiAl3復合材料的連續(xù)等通道角擠壓技術研究.pdf

1、顆粒增強鋁基復合材料因具有制備工藝簡單、增強體成本低廉、性能高等優(yōu)點,已成為當今世界金屬基復合材料研究領域中的一個最為重要的熱點。但制備出的顆粒增強復合材料也有一些不易克服的缺點:如致密度比較低,工件中密度分布不均勻等。因此,嚴重地影響了材料的力學性能,從而影響了它應用生產(chǎn)的潛能。
　　 本文利用一種連續(xù)等通道角擠壓(Conform-ECAP)新技術對Al/TiAl3顆粒增強鋁基復合材料進行8道次的擠壓,實現(xiàn)Al/TiAl3復合

2、材料的連續(xù)大擠壓變形,制備了超細晶結(jié)構(gòu)材料。運用光學顯微鏡(OM)和透射電鏡(TEM)等先進的顯微分析手段,觀察并研究了變形前后Al/TiAl3復合材料微觀結(jié)構(gòu)的變化,探討了基體金屬晶粒細化的一般過程,測試了擠壓后各道次的硬度和強度及耐磨性,研究了TiAl3增強顆粒在Conform-ECAP變形中的變化、與形變的交互作用以及對細晶形成的影響。
　　 實驗發(fā)現(xiàn),Conform-ECAP工藝可以有效細化Al/TiAl3復合材料的基體

3、金屬,Al/TiAl3復合材料經(jīng)8次擠壓后,基體金屬晶粒尺寸由原始退火態(tài)的～35μm減小到0.4～0.8μm。形變誘導是Al/TiAl3復合材料在Conform-ECAP工藝過程中最主要的晶粒細化機理。
　　 在經(jīng)過Conform-ECAP擠壓之后,Al/TiAl3復合材料的強度和硬度明顯提高,耐磨性也顯著增強,綜合機械性能得到了很大改善。增強顆粒TiAl3的尺寸被大幅減小,平均尺寸從原始的8～10μm破碎到3～4μm,且在基體

4、組織上分布的均勻度也有了很大的改善。在擠壓8道次試樣中發(fā)現(xiàn),TiAl3顆粒出現(xiàn)了孿晶組織,增強顆粒TiAl3與基體金屬形變相互協(xié)調(diào),發(fā)生了孿生變形,大顆粒TiAl3不可能被完全消除,擠壓8道次后的組織仍是由大量細小的TiAl3顆粒和少量相對較大的TiAl3顆粒組成。
　　 使用Conform-ECAP技術對Al/TiAl3復合材料進行擠壓后,得到的超細晶組織在熱力學上處于不穩(wěn)定狀態(tài),通過對熱處理后Al/TiAl3復合材料試樣硬度