高能超聲場(chǎng)下合成TiB-,2(P)--AZ91D復(fù)合材料的微觀組織和性能.pdf

1、本文以微合金化AZ91D鎂合金為基體，Al—TiB2為中間載體，在高能超聲作用下成功制備了原位TiB2顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料。并利用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、X射線衍射儀(XRD)等現(xiàn)代分析和測(cè)試手段，研究了高能超聲對(duì)復(fù)合材料微觀組織、力學(xué)性能及增強(qiáng)顆粒形貌、大小、分布的影響和機(jī)制。 針對(duì)AZ91D鎂合金在熔煉和澆鑄過(guò)程中易發(fā)生燃燒，本文采用合金化阻燃的方法，研究了Ca、RE、sr三元復(fù)合添加對(duì)A

2、Z91D鎂合金燃點(diǎn)和凝固組織的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，微合金化后AZ91D鎂合金燃點(diǎn)可提高至800℃，其微觀組織較好，初生α—Mg相細(xì)化效果明顯、第二相βMg17Al12由鏈狀變成斷續(xù)狀，并且三種元素復(fù)合添加后AZ91D微觀組織明顯比二種元素的效果要好。 復(fù)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Al—TiB2中間合金中內(nèi)生增強(qiáng)顆粒TiB2形貌呈菱形狀，尺寸在0.2～1μm之間，均勻分布在鋁基體中且體積分?jǐn)?shù)較高達(dá)20vol．％以上。未施加高能超聲所制備的原

3、位TiB2p/AZ91D復(fù)合材料中TiB2顆粒在基體中團(tuán)聚嚴(yán)重，TiB2相由菱形變?yōu)榫匦位蛩倪呅危翌w粒長(zhǎng)大趨勢(shì)較小，尺寸為0.2～1μm之間，增強(qiáng)相和基體界面干凈，沒(méi)有明顯的界面反應(yīng)物。而施加高能超聲所制備的原位TiB2p/AZ91D復(fù)合材料中‘TiB2顆粒宏觀上彌散分布于AZ91D基體中，呈矩形或四邊形。隨著高能超聲場(chǎng)強(qiáng)度和時(shí)間的增加，顆粒長(zhǎng)大趨勢(shì)較小，且分布更彌散，這主要是由于超聲處理熔體時(shí)產(chǎn)生的聲空化效應(yīng)、聲流效應(yīng)等的綜合作用。

4、另外，超聲對(duì)熔體的除氣除渣作用，對(duì)于復(fù)合材料性能的提高也有較大的影響。 力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，微合金化后AZ91D鎂合金抗拉強(qiáng)度σb可達(dá)201MPa，伸長(zhǎng)率δ達(dá)到3.61％。而未施加高能超聲作用時(shí)，TiB2p/AZ91D復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度σb雖得到有效提高，但是伸長(zhǎng)率δ卻降低了。施加高能超聲作用時(shí)復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度σb隨著超聲功率的增加得到了顯著提高，伸長(zhǎng)率δ雖有所增加，但是變化不大。當(dāng)超聲功率在0.8KW時(shí)，復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度