Al-TiAl3復(fù)合材料的連續(xù)等通道角擠壓技術(shù)研究.pdf

1、顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料因具有制備工藝簡(jiǎn)單、增強(qiáng)體成本低廉、性能高等優(yōu)點(diǎn),已成為當(dāng)今世界金屬基復(fù)合材料研究領(lǐng)域中的一個(gè)最為重要的熱點(diǎn)。但制備出的顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料也有一些不易克服的缺點(diǎn):如致密度比較低,工件中密度分布不均勻等。因此,嚴(yán)重地影響了材料的力學(xué)性能,從而影響了它應(yīng)用生產(chǎn)的潛能。
　　 本文利用一種連續(xù)等通道角擠壓(Conform-ECAP)新技術(shù)對(duì)Al/TiAl3顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料進(jìn)行8道次的擠壓,實(shí)現(xiàn)Al/TiAl3復(fù)合

2、材料的連續(xù)大擠壓變形,制備了超細(xì)晶結(jié)構(gòu)材料。運(yùn)用光學(xué)顯微鏡(OM)和透射電鏡(TEM)等先進(jìn)的顯微分析手段,觀察并研究了變形前后Al/TiAl3復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)的變化,探討了基體金屬晶粒細(xì)化的一般過(guò)程,測(cè)試了擠壓后各道次的硬度和強(qiáng)度及耐磨性,研究了TiAl3增強(qiáng)顆粒在Conform-ECAP變形中的變化、與形變的交互作用以及對(duì)細(xì)晶形成的影響。
　　 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),Conform-ECAP工藝可以有效細(xì)化Al/TiAl3復(fù)合材料的基體

3、金屬,Al/TiAl3復(fù)合材料經(jīng)8次擠壓后,基體金屬晶粒尺寸由原始退火態(tài)的～35μm減小到0.4～0.8μm。形變誘導(dǎo)是Al/TiAl3復(fù)合材料在Conform-ECAP工藝過(guò)程中最主要的晶粒細(xì)化機(jī)理。
　　 在經(jīng)過(guò)Conform-ECAP擠壓之后,Al/TiAl3復(fù)合材料的強(qiáng)度和硬度明顯提高,耐磨性也顯著增強(qiáng),綜合機(jī)械性能得到了很大改善。增強(qiáng)顆粒TiAl3的尺寸被大幅減小,平均尺寸從原始的8～10μm破碎到3～4μm,且在基體

4、組織上分布的均勻度也有了很大的改善。在擠壓8道次試樣中發(fā)現(xiàn),TiAl3顆粒出現(xiàn)了孿晶組織,增強(qiáng)顆粒TiAl3與基體金屬形變相互協(xié)調(diào),發(fā)生了孿生變形,大顆粒TiAl3不可能被完全消除,擠壓8道次后的組織仍是由大量細(xì)小的TiAl3顆粒和少量相對(duì)較大的TiAl3顆粒組成。
　　 使用Conform-ECAP技術(shù)對(duì)Al/TiAl3復(fù)合材料進(jìn)行擠壓后,得到的超細(xì)晶組織在熱力學(xué)上處于不穩(wěn)定狀態(tài),通過(guò)對(duì)熱處理后Al/TiAl3復(fù)合材料試樣硬度