原位自生A356-TiB2復(fù)合材料的制備和變質(zhì)研究.pdf

1、原位自生A356-TiB2復(fù)合材料因其較高的比強(qiáng)度和良好的熱穩(wěn)定性，而且制備工藝簡(jiǎn)單、成本較低，在汽車、化學(xué)和航空航天等領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景。目前，在諸多制備工藝中，應(yīng)用最多的是氟鹽反應(yīng)法。
　　本文主要研究了基于傳統(tǒng)氟鹽反應(yīng)法而優(yōu)化的重熔稀釋法制備A356-TiB2復(fù)合材料。重熔稀釋法制備過程分兩步完成:一、通過改進(jìn)的氟鹽反應(yīng)法制備Al-5wt.％ TiB2中間合金，此過程中注重對(duì)反應(yīng)余鹽的清除以得到高質(zhì)量的中間合金;二、將

2、制備的Al-5wt.％TiB2中間合金重熔后按成分比例加入高純Al、Si、Mg等合金成分，制備所需的A356-xwt.％ TiB2復(fù)合材料。采用重熔稀釋法制備A356-TiB2復(fù)合材料，通過調(diào)整合金元素的添加，可準(zhǔn)確控制復(fù)合材料中TiB2的含量，小含量（～3wt.％）的TiB2即可達(dá)到良好的增強(qiáng)效果，T6熱處理抗拉強(qiáng)度達(dá)到313.7MPa，較基體提高了35.4％，而相應(yīng)延伸率由5％下降至3.5％，綜合力學(xué)性能評(píng)估Q值提高了17.5％。<

3、br>　　本文進(jìn)一步研究了Sr對(duì)所制備的A356-TiB2復(fù)合材料的變質(zhì)效果。采用重熔稀釋法制備的A356-3wt.％TiB2復(fù)合材料經(jīng)0.03wt.％ Sr變質(zhì)后，共晶Si呈圓整的球狀或纖維狀，變質(zhì)效果良好。反之對(duì)傳統(tǒng)氟鹽反應(yīng)法制備的復(fù)合材料進(jìn)行Sr變質(zhì)后，它的共晶Si呈不規(guī)則的粗大板片狀，變質(zhì)效果甚微。這是因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)氟鹽反應(yīng)法制備復(fù)合材料過程中不可避免產(chǎn)生反應(yīng)余鹽，含有游離的B原子，極易與變質(zhì)劑發(fā)生Sr-B中毒反應(yīng)，從而影響了Sr變

4、質(zhì)效果。而采用優(yōu)化的氟鹽法在制備Al-5wt.％ TiB2中間合金過程中有效地清除了富B反應(yīng)余鹽，抑制了Sr-B中毒反應(yīng)，從而使復(fù)合材料中的共晶Si達(dá)到很好的變質(zhì)效果。當(dāng)共晶Si被Sr完全變質(zhì)時(shí)，它們的性能也得到很大提高，尤其體現(xiàn)在延伸率上，經(jīng)0.03wt.％ Sr變質(zhì)后的重熔稀釋法制備的A356-3wt.％TiB2復(fù)合材料，延伸率達(dá)5.6％，比未變質(zhì)的高60％。但當(dāng)Sr添加量達(dá)0.1wt.％，采用重熔稀釋法制備的復(fù)合材料共晶Si發(fā)生過