tic颗粒增强al45cu原位复合材料的研究

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1、TiC颗粒增强A1．4．5Cu原位复合材料的研究学科：材料加工工程研究生签字：指导教师签字摘要本文将A1．Ti．C粉末压制成预制块，在高温烧结研究其反应产物，为复合材料的制备选择合适的原位反应工艺参数；然后采用接触反应法，使朋．Ti．C粉末预制块在铸造A1．4．5Cu熔体中反应，制备出TiC颗粒增强复合材料，研究其拉伸性能和显微组织，并考察微量元素Mg对复合材料的微观结构以及力学性能的影响。实验结果表明，A1．Ti．C粉末体系在775。C生成TiAl，，放出的热量使体系温度急剧升高，发生自蔓延反应，1000℃时完全转变为TiC颗粒。预制块中A1的

2、加入降低了Ti和C的反应温度，加速了TiC颗粒的形成。复合材料的力学性能测试结果表明：当熔体温度为1000℃，预制块加入量为5wt．％时(其中预制块中Al含量为10wt．％)，复合材料的拉伸性能较优，抗拉强度最高可达到411．622MPa，较基体提高了63％；复合材料的延伸率延伸率最高可达12．3％，较基体提高了296．8％。观察其显微组织发现，TiC与基体界面结合很好，且弥散分布，颗粒平均尺寸约0．11．tm；TiC颗粒作为口．Al非均质形核的良好基底，对强化基体有重要的作用。当复合材料中添加Mg(O．5wt．％．1．5wt．％)，其抗拉强度和

3、硬度随着Mg含量的增加而提高，但延伸率有所降低。Mg含量为1．5wt．％时试样的拉伸性能较好，抗拉强度达到483．9MPa，延伸率达到10．1％。由于Mg的氧化放热反应使系统的能量急剧增大，局部的高温加速A1．Ti之间的反应，促使TiC的生成更易于进行；少量Mg固溶于口．A1中，可以阻碍TiC颗粒的长大，得到的TiC颗粒细小，且弥散分布。对复合材料强韧化机制进行分析，结果表明：颗粒弥散强化和位错增殖强化是TiC颗粒增强A1．4．5Cu的主要强化途径。关键词：自蔓延反应：A1．Ti．C体系；TiC／A1．4．5Cu原位复合材料；拉伸性能：显微组织S

4、tudyonIn．situTiCParticulateReinforcedAI一4·5CuCompositesDiscipline：MaterialsProcessingEngineeringStudentSignature：函SupervisorSignature：功锄‰AbstractThepreformsoftheA1．Ti．Cpowdersystemweresinteredatvarioushightempera。tures，a11dthesinteredproductswerealsoanalyzed，SOtheresultantsin

5、teringparametershelpedtofabricatein-situTiCparticulatereinforcedA1—4．5CualloysbyDirectReactionSynthesis·TheDreparedA1．Ti．CpreformswereaddedintoA1-4．5CumeltinordertogetTiCparticlesbyin-situreaCtion．Thetensilepropertiesandmicrostructureofthecompositeswerestudied·I'heefI、ectoftr

6、acemagnesi眦onthemechanicalpropertiesandthemicrostructureofthecompositeswereresearched，too·ThereSultsshowedthatTiAI3wasformedasintermediateproductat775"C·Theself-propagatingreactionofAI-Ti—CpowdersystemconductedcompletelyatsIntenngtempe咖eof10004C．ThemainproductwasTiCparticlesa

7、ndnootherby-productstormed·WhenthemoltentemperatureWascontrolledat1000。C，thecontentofperformcontaining1O、矶．％Alwas5、Ⅳt．％，thetensilepropertiesofthecompositeswasbetter：oh=411·622MPaand8=12．3％．increasedby63％and296．8％comparedwiththematrixalloy,respectively．1heobser、像tio咀onthemicro

8、stmctureofthecompositesshowedthatTiCparticleswithaveragesizeofO．1岬we