經(jīng)由電解低鈦鋁原位生成TiB2粒子及其對(duì)Al合金組織與性能的影響.pdf

1、近年來(lái),LSM工藝制備鋁基復(fù)合材料得到廣泛應(yīng)用,已制備出TiB2增強(qiáng)相均勻細(xì)小(<1μm)、性能優(yōu)良的各類(lèi)鋁合金復(fù)合材料,但是該方法存在一個(gè)較嚴(yán)重的缺陷,即原位生成的TiB2增強(qiáng)相常被鹽膜包覆,造成TiB2增強(qiáng)相與基體之間界面的污染,削弱了增強(qiáng)效果。此外,該方法還存在原料利用率低、環(huán)境污染等問(wèn)題。
　　與混合鹽反應(yīng)法制備TiB2/Al復(fù)合材料不同,本文提出了一種向電解低鈦鋁熔體加Al-B中間合金制備含TiB2顆粒Al合金的新方法,

2、并對(duì)這種方法進(jìn)行了較系統(tǒng)地研究,研究?jī)?nèi)容主要包括如下幾方面:
　　首先,研究了向電解低鈦鋁熔體加入Al-B中間合金制備含TiB2顆粒Al合金的可行性,并對(duì)反應(yīng)生成的TiB2顆粒對(duì)材料硬度的影響進(jìn)行了測(cè)試分析。結(jié)果表明:這種原位反應(yīng)法制備工藝是可行的。
　　而且,因在電解低鈦鋁熔體中,鈦主要以原子的形式存在且分布均勻,故原位反應(yīng)生成的TiB2粒子顆粒均勻、細(xì)小且彌散的分布在熔體中;隨含量的增加,TiB2粒子在鋁熔體中的分布仍能

3、保持良好的均勻性,并使Al合金的布氏硬度大幅度提高。其次,研究了熔體溫度對(duì)TiB2顆粒生成反應(yīng)的影響。結(jié)果表明:從750℃到950℃,隨溫度的升高,反應(yīng)生成的TiB2粒子偏聚程度減弱,TiB2粒子的尺寸變小、分布均勻性變好,材料的硬度提高;但是,隨熔體溫度的升高,脆性相Al3Ti的生成量增多。Al3Ti相的生成會(huì)降低合金材料的性能。因此,熔體溫度不宜過(guò)高,850℃為該工藝制得TiB2/Al合金的最佳熔體溫度。
　　第三,研究了過(guò)量

4、Ti對(duì)TiB2/Al合金微觀組織的影響,結(jié)果表明:過(guò)量Ti的存在可能有效的細(xì)化α-Al基體,使TiB2顆粒分布均勻性變好,提高TiB2/Al合金的硬度。
　　第四,研究了Mg對(duì)TiB2/Al合金熔體中TiB2顆粒團(tuán)聚的影響。結(jié)果表明:Mg元素的加入能有效抑制反應(yīng)生成TiB2的團(tuán)聚,使TiB2粒子的尺寸變小、分布均勻性變好,提高TiB2/Al合金的硬度;加入適量的Mg元素,還可改善TiB2顆粒與鋁液界面的潤(rùn)濕性,這對(duì)提高材料的力學(xué)性