原位Al3Tip-A356復(fù)合材料制備及重熔研究.pdf

1、本文以A356-Ti為反應(yīng)體系，采用熔體直接反應(yīng)法原位合成了Al3Tip/A356復(fù)合材料。通過吉布斯自由能計算，對Al-Ti體系的反應(yīng)熱力學(xué)進行了分析;利用X-射線衍射儀（XRD）、掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、電子萬能試驗機等現(xiàn)代分析和測試手段，分析了所制備復(fù)合材料的相組成、凝固組織、力學(xué)性能以及內(nèi)生顆粒的形貌、大小、分布特征。研究了高能超聲對原位Al3Tip/A356復(fù)合材料顯微組織的影響并分析了超聲的作用機制;對制得的

2、原位顆粒增強鋁基復(fù)合材料鑄錠進行重熔處理，分析了重熔參數(shù)（重熔溫度、重熔保溫時間和重熔次數(shù)）對Al3Tip/A356復(fù)合材料顯微組織及力學(xué)性能的影響;對復(fù)合材料碎屑廢料進行了重熔回收研究;采用T6工藝對復(fù)合材料進行了熱處理。
　　 熱力學(xué)計算結(jié)果表明，本文中Al-Ti體系的最終產(chǎn)物是Al3Ti。實驗結(jié)果表明，經(jīng)過高能超聲處理后，復(fù)合材料中的Al3Ti顆粒尺寸較高能超聲處理前明顯變小，分布也變得更加均勻;當(dāng)超聲功率為1.2KW/c

3、m2，超聲作用時間為360s時，Al3Ti顆粒尺寸最小，為0.5～2μm。高能超聲對熔體反應(yīng)法制備原位Al3Tip/A356復(fù)合材料的作用機制主要是超聲波的聲空化效應(yīng)、聲流效應(yīng)、機械效應(yīng)和熱效應(yīng)的綜合作用。
　　 對原位Al3Tip/A356復(fù)合材料鑄錠進行重熔處理后，復(fù)合材料顯微組織與重熔之前的相比沒有顯著變化，Al3Ti顆粒有所團聚、長大;當(dāng)重熔溫度為750℃、保溫時間為10min時，重熔效果最佳，Al3Ti顆粒尺寸最小，為

4、1～3μm。隨著重熔次數(shù)的增多，Al3Ti顆粒的尺寸逐漸增大，形貌也由周邊鈍圓變得尖銳，顆粒局部團聚現(xiàn)象越來越明顯。對復(fù)合材料切屑進行重熔后，Al3Ti顆粒數(shù)量有所減少，并出現(xiàn)了局部團聚現(xiàn)象。
　　 力學(xué)性能測試結(jié)果表明:高能超聲作用下，原位Al3Tip/A356復(fù)合材料的抗拉強度σb、屈服強度σs以及伸長率δ較未加超聲前均有顯著的提高，且隨超聲強度的增大而提高，并在超聲時間適中時達到最大值，比未施加高能超聲的復(fù)合材料分別提高了