allt3gttiltpgtal基原位自生复合材料的制备及其性能的研究

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1、硕+学付论文摘要A13Ti金属问化合物具有密度低、热强性好、高温抗氧化性好等优点，但出于其脆性难以改善，使得其作为结构材料的使用受到很大限制。而铝或铝合金比重小、塑性好、比强度高、容易加工制备，但其高温性能不尽如人意。如将这两种材料复合制成A13Ti以l基复合材料，可以克服其缺点而发挥其优点，使复合材料具有良好的综合性能。本文通过原位反应的原理，在高温(>1000℃)纯AI、ZLl01、A1．17Cu熔体中加入n02粉末(或K2nF6粉末，或A1．10％Ti合金)，利用离心铸造法和余属型铸造法制取了A13Ti拍J基复合材料，研究了制备工艺参数对其组织和／或硬度、拉伸等力学性能、磨损性能、耐蚀

2、性能的影响。结果表明：1．对于A13TiD／AJ基梯度复合材料，显微组织和硬度沿径向具有明显的连续梯度分白特征。加大离心转速、提高合金含n量、提高浇注温度都使得材料的组织和硬度分布梯度加大，而且工艺参数的改变同时也对A13面增强相形态产生一定影响。2．对于金属型铸造A13Tio／Al基复合材料，A13Ti颗粒的脆性解理断裂导致A13Ti以I基复合材料宏观上表现为脆性断裂，拉伸性能没有明显增强，硬度却大幅提高。但是，相比于室温拉伸，复合材料的高温拉伸性能有所改善，A13Ti颗粒有助于提高复合材料的高温拉伸性能。对于不同的基体材料，在含Ti量相同时，A13Tio／ZLl02的抗拉强度最好，A13

3、Tip／Al的延伸率最大，A13Tip／Al一17Cu的硬度最高。3．金属型铸造A13Ti水l基复合材料的磨损机理主要是黏着磨损，复合材料体积磨损率降低，耐磨性大幅(60％左右)提高。此外，相比于基体材料，复合材料在高温条件下耐磨性的改善要比室温条件下更加显著。A13Ti颗粒的形成更有利于提高复合材料的高温耐磨性。不同基体的复合材料中A13TiffAl一17Cu的耐磨性最好，A13TiD／Al的耐磨性最差，AlsTiJZLl02居中。4．金属型铸造A13n。，Al基复合材料的电化学腐蚀最易或最初开始于复合材料的相界处。加入n提高了Ⅱ相电极电位，A13币颗粒本身也具有较好的耐蚀性，这有助于改善

4、复合材料的耐蚀性，但A13n颗粒的出现导致相界增加，而这使得电化学腐蚀加剧。两方面因素的共同作用下，含n量为5．5％的A13Ti以l复合材料耐蚀性在一定时『白J内优于基体，而超过这一时限，则反而劣于基体。而含雨量为8．2％、9．7％的A13Tip／Al和其它基体的复合材料耐蚀性都比基体材料有所降低，三种不同基体的复合材料耐蚀性由好到差依次为A13TidAl．17Cu、A13Ti#ZLl02、A13TiD／Al。关键词：A13Ti以l基自生复合材料；离心铸造；金属型铸造；功能梯度复合材料(FGM)；微观组织；力学性能；磨损：腐蚀AI、11D，AI基原何臼t复合材}：}的制备及茛性能的研究Abs

5、tractIntermetaUictitaniumtri。aluminide(A13n)hasmanyadvantages，suchasexcellenthightemperaturestrengthandoxidationresistance，butitsbrittlenessmakesitdifficulttobeusedasconstructionalmaterial．However,purealuminumandaluminumalloysalsohavemanycharacteristicssuchaslowdensity,niceplasticity,andoutstanding

6、specificstrengthandareeasilytobeprocessed，buttheirhightemperaturepropertiesalerelativelypoor．IfthetWOkindsofmaterialsarecombinedtoformakindofA13Tip／Albasedcomposite，theseshortcomingswillbeweakenedwhiletheadvantageswillbeexertedaSpossibly．Inthispaper,Ti02(orKzTiF6)powder(orAI一10％Tialloy)wasaddedinto

7、hightemperaturemoltenpurealuminum,ZLl02andAI一17CualloysandA13nparticleswereformedbyin-situreactionbetweentheaddingandmoltenmetalmatrix．ThenA13n以lbasedcompositeswerepreparedbycentrifugalcastingandpermanentmo