超声化学原位合成颗粒增强7055基复合材料及其微结构研究

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1、江苏大学硕士学位论文摘要7055合金是航空航天领域的重要材料，近年来随着航空航天工业的飞速发展，对该材料的综合性能提出了更高的要求，进一步改性或强化7055合金已成为当前发展大飞机用材料的研究热点和重点之一。本课题通过稀土合金化和原位颗粒强化联合方法进一步提高7055合金的综合性能。探索了稀土合金化对7055铸态微结构的影响；研究了高能超声作用下7055A1．K2TiF6体系合成舢3面颗粒增强7055基复合材料以及7055A1．K2TiF6．KBF4体系合成TiB2颗粒增强7055基复合材料的微结构和机制，并采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等

2、现代分析和测试方法，分析了稀土合金化和原位颗粒增强7055基复合材料的微观组织、相组成以及内生颗粒的形貌、大小、分布特征。获得的研究结果如下：1．在7055铝合金中添加单一稀土Y后铸态组织得到明显的细化，当Y加入量0．25wt．％时晶粒细化至20"--'301ma，并使原来骨骼状的第二相细化，局部出现球化，但当Y过量(≥0．25wt．％)出现粗化，形成A16Cu6Y相，并呈块状或条状分布于晶界；添加复合稀土(0．15wt．％Y+0．1wt．％ce)时，晶粒进一步细化至15～201ma，晶界呈半连续分布，且较0．25wt．％Y时更为清晰、细小，共晶相尺寸显著细化，球化的第二相增

3、多。2．高能超声作用下7055A1．K2TiF6体系原位生成的增强颗粒为御3，n，颗粒尺寸在0．5"-"1．0pm之间，主要为短棒状或小块状，部分为粒状。添加单一稀土Y时，砧3rn在凝固过程析出的部分得到细化，使复合材料增强颗粒趋向均匀；当添加复合稀土0．15wt．％Y+0．1wt．％Ce时，增强相颗粒进一步细化。复合材料的重熔结果表明，随重熔保温时间及重熔次数的增加，砧3，n迅速长大，且当重熔次数达到2次时颗粒数量明显减少。一定超声强度下(0．66kW／cm2)，在l"--7min范围内，随着超声作用时间的增加，内生颗粒的数量先增大后减小，尺寸先减小后增大，较佳作用时间为3

4、min左右，此时内生颗粒最为细小，体积分数最高。对于7055A1．K2TiF6体系，在一定作用时I'a]-FOmin)，随着超声作用强度的增大，复合材料中的内生～3m增强颗粒尺寸显著减小，数量也随之减少。超声化学原位合成颗粒增强7055基复合材料及其微结构研究3．高能超声作用下7055A1．K2TiF6．KBF4体系原位生成的增强颗粒为TiB2，尺寸在80"---100rim之间，呈六棱粒状，部分颗粒出现“球化”现象。水淬试样的SEM和EDS结果表明，高能超声能显著地促进7055A1．K2TiF6．KBF4体系的原位化学反应的进程，缩短化学反应的时间。探讨了高能超声作用下熔体

5、反应法制备内生颗粒增强铝基复合材料的动力学及反应机制，认为主要是超声处理熔体时产生的声空化效应、声流效应、机械效应和热效应的综合作用。关键词：稀土，超声化学，原位反应，颗粒增强铝基复合材料，凝固组织Ⅱ江苏大学硕士学位论文ABSTRACT7055aluminumalloyisallimportantconstructionmaterial，whichiswidlyusedinthefieldsofaerospace，automobilesandSOon．Withthedevelopmentofeconomicthedemandsforpropertiesofmatericals

6、areenhanced，suctrasstengenthatroomandhightemperature，fracturetoughnessandfatiguelifeeta1．Inthepaperrareearthalloyingandintroducingendogenousparticlesinmatrixwereutilizedinthefabricatioinofmodified7055．TheaimsaretOoptimizethestructureandenhancetheserviceperformanceofnewmaterials．Thepaperisco

7、mposedofthreeparts：(1)Theeffectsofrereearthelementsonthemicrostructureofas—cast7055；(2)Insitu灿3mparticulatesreinfoeced7055compositesusing7055A1一K2TtF6componentsbysonochemistry；．(3)InsituT'tB2particulatesreinfoeced7055compositesusing7055A1--K2TiF6·-KBF4co