原位合成TiC颗粒弥散强化6A02铝基材料显微组织和性能的研究

《原位合成TiC颗粒弥散强化6A02铝基材料显微组织和性能的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、原位合成TiC颗粒弥散强化6A02铝基材料显微组织和性能的研究摘要颗粒弥散强化铝基材料具有高比强度和比模量，良好的高温性能和耐磨性能，以及热膨胀系数小、尺寸稳定性好等优点，且通过原位合成的工艺的制备成本低，可用于国防、航天航空、汽车工业及其它结构材料，近20年来受到材料科学研究工作者的广泛重视。本文采用常规可热处理锻铝系合金6A02(原牌号LD2)作为基体，采用原位合成法制各了TiC颗粒弥散强化铝基材料，以求进一步提高6A02铝合金的力学性能和耐磨损性能。研究中运用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDAX)、X射线衍射分析(XRD)、等离子耦合光谱(ICP)等多种分析和

2、测试手段，较系统地研究了颗粒相的加入对铝基材料微观组织、力学性能和耐磨损性能的影响及其作用机制。尤其对细化TiC颗粒及改善其分布做了积极的探索。对TiC／6A02铝基材料显微组织和性能的研究表明，TiC颗粒的加入可以明显细化材料的铸态组织，同时也能细化热加工后材料的组织。随着TiC含量的增加，细化晶粒和弥散强化的效果逐渐趋缓。TiC颗粒的加入可以提高铝基材料的室温强度，但同时也使拉伸延伸率下降，随着TiC含量的增加，铝基材料的强度进一步提高，但增加的幅度趋缓，同时塑性也相应下降；高温下铝基材料的强度和延伸率随TiC颗粒含量的变化规律和室温下的规律相似。本文重点研究了如何在原位合成过程中细

3、化TiC颗粒，改善TiC颗粒分布。通过改变预制块中铝粉含量可以发现，随铝粉含量的增加，TiC颗粒尺寸减小，但过高的铝粉含量导致反应不完全，反应的中间产物A13Ti最终残留在材料中，这对材料性能将产生有害作用；用Ce02代替ce，在原位反应过程中起到了细化TiC颗粒的作用，但生成的块状AlllCe3对提高材料的力学性能不利；在原位反应过程中加入一定量的Mo粉，可改善基体对TiC颗粒的润湿性，既细化了TiC颗粒的尺寸，也使TiC颗粒分布更为均匀。SEM分析表明，本文研制的TiC／6A02铝基材料的拉伸试样断口均为韧窝型断口。在Tic颗粒含量一定的条件下，若TiC颗粒尺寸细小、分布均匀，铝基材

4、料拉伸断口形貌则为等轴细小的韧窝；但随颗粒含量的增加，由于TiC颗粒的聚集使材料断裂后韧窝数目增小，尺寸增大。／各TiC／6A02铝基材料在油润滑条件下的滑动磨损实验表明，随着颗粒相的加入，TiC颗粒弥散强化铝基材料的耐磨损性能明显高于基体材料，并随着颗粒含量的增加，材料的耐磨损性能进一步提高；TiC颗粒越细小，分布越弥散，对铝基材料的耐磨损性能贡献越丈。对磨损表面和亚表面的SEM观察表明，基体及铝基材料的磨损机制均为粘着磨损和磨粒磨损。关键词：原位合成、6A02铝合金、TiC、显微组织、力学性能、耐磨损性能、Ce02、Mo，A卜-Tj—C预制块．MicrostructureandPro

5、pertiesofin—situsynthesisTiCdispersionreinforced6A02A1MatrixmaterialABSTRACTParticulatedispersionreinforeedAlmatrixmaterialshavereceivedgrowingattentionofmaterialsscientistsinrecentdecades，whichpossesawidevarietyofsuperiorpropertiesovertraditionalmetalmaterials，e．g．highspecificstrength，goodtherma

6、lstability,goodWeal"resistanceandexcellentpropertiesatelevatedtemperatures．Moreover,theircostsareIowerthallothermethods．Applicationsofin—situsynthesisalloysasstructurematerialshavebeenincreasedinmanyindustries，suchasdefense，aerospaceandautomotiveindustries．InthisPaper'in—situsynthesiswasusedtofab

7、ricatetheTiCparticulatereinforcedaluminumalloy6A02(LD2)matrixmaterial．Themicrostructure．mechaniealpropertiesaswell嬲weal"resistancehavebeenextensivelyinvestigatedusingopticalmicroscope(OM)，scanningelectronmicroscope(SEM