原位合成TiB2-Al-4Cu復合材料組織和性能的研究.pdf

1、隨著現代工業(yè)技術的發(fā)展，航空航天和汽車制造等領域要求結構材料具有高強度的同時需具有高韌性和高耐磨性等優(yōu)良性能。傳統鑄造鋁銅合金通常采用合金化、外加增強體、優(yōu)化熔鑄工藝和熱處理制度等方法提高其性能。但這些方法不同程度的存在組織不均勻、晶粒粗大、界面污染等缺點，并且工藝復雜、成本高。而采用原位合成法制備顆粒增強鋁基復合材料很好的解決了上述問題，并已成為當前研究的熱點。本文以航空領域中廣泛應用的鋁銅合金為背景材料，采用混合鹽法原位合成xTiB

2、2/Al-4Cu復合材料（x=2、4、6、8、10wt％）。
　　借助等離子體發(fā)射光譜儀（ICP）、X射線衍射儀(XRD)、同步熱分析儀（DTA）測定了復合材料的成分、相組成和相轉變溫度；通過單因素實驗確定了基體和復合材料的最佳固溶處理工藝參數，研究了不同時效溫度下顆粒含量對基體合金時效硬化行為的影響；測定了材料最佳T6態(tài)的室溫力學性能，并分別改變載荷和摩擦時間，測試了材料的室溫干滑動摩擦磨損性能。采用金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡

3、(SEM)、能量散射譜(EDS)對復合材料鑄態(tài)組織、熱處理組織、拉伸斷口、磨損形貌進行了觀察和分析，探討了 TiB2顆粒細化基體組織的機理和復合材料的時效硬化機制，研究了復合材料的斷裂機制和強化機理，分析了復合材料的磨損機理。
　　實驗結果表明：原位合成的TiB2顆粒在基體中分布均勻、尺寸細小。隨著TiB2顆粒含量的增加，基體的晶粒尺寸明顯減小，復合材料的硬度逐漸升高，到達峰時效的時間也逐漸縮短，復合材料的抗拉強度和屈服強度顯著提