Al表面復(fù)合層的表面機(jī)械合金化制備與性能研究.pdf

1、表面機(jī)械合金化,一種新型的基于強(qiáng)烈塑性形變的表面處理工藝,能夠有效地改善合金的表面性能,增加合金的服役周期,具有較大的研究及應(yīng)用價(jià)值。鋁及鋁合金具有質(zhì)輕、熱傳導(dǎo)及導(dǎo)電性能好、加工成形性及可焊性好、耐腐蝕、比強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn),是應(yīng)用面最為廣泛的有色金屬材料之一。然而,由于硬度低、線膨脹系數(shù)大、耐磨性差、電極電位低等缺點(diǎn),鋁材的應(yīng)用受到了很大的限制。因此,通過(guò)一定的表面處理技術(shù),賦予鋁材新的表面特性,對(duì)進(jìn)一步擴(kuò)大鋁材的應(yīng)用領(lǐng)域具有非常重要的意義

2、。
　　本文采用表面機(jī)械合金化的方法分別制備了具有納米結(jié)構(gòu)的Al/Fe、Al/Zr、Al/FeZr表面復(fù)合層,并通過(guò)X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)及能譜分析(EDX)、顯微硬度(HV)等多種分析測(cè)定技術(shù),對(duì)樣品表面復(fù)合層的微觀結(jié)構(gòu)、形貌、成分分布及硬度的演變進(jìn)行分析測(cè)定,研究了復(fù)合粉末顆粒的微觀結(jié)構(gòu)、粒度及成分與相關(guān)的處理工藝對(duì)表面復(fù)合層的結(jié)構(gòu)和性能的影響。
　　研究表明,由于表面機(jī)械合金化引入的非平衡晶體缺

3、陷隨著深度的增加而逐漸減小,鋁表面復(fù)合層的微觀組織結(jié)構(gòu)及性能均隨深度呈梯度變化。表面復(fù)合層的微觀結(jié)構(gòu)及形貌強(qiáng)烈依賴于處理工藝及復(fù)合粉末顆粒的特性。表面復(fù)合層的厚度隨著處理時(shí)間的增加及球磨的直徑增加而增加。細(xì)小均勻的粉末顆粒與基體材料的粘附結(jié)合性越好,能有效地改善復(fù)合層的組織結(jié)構(gòu)與加工硬化效率。表面復(fù)合層的微觀結(jié)構(gòu)演化過(guò)程為:由三明治夾層結(jié)構(gòu)演化為均勻的復(fù)合層。經(jīng)表面機(jī)械合金化處理后,Al表面復(fù)合層的硬度顯著提高,其強(qiáng)化機(jī)制是一種或多種強(qiáng)