攪拌摩擦加工對(duì)原位自生TiB2增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料組織性能的影響.pdf

1、原位自生TiB2增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料優(yōu)異的性能是增強(qiáng)相顆粒細(xì)小且與基體結(jié)合良好的結(jié)果。但是,其在微觀尺度上仍存在顆粒團(tuán)聚,且容易在澆鑄過(guò)程中產(chǎn)生缺陷。因此需要進(jìn)一步探尋有效方法以改善原位自生顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的微觀組織,從而提高其力學(xué)性能。攪拌摩擦加工能使材料產(chǎn)生劇烈塑性變形,是改善合金組織結(jié)構(gòu)的有效加工手段。
　　本文采用攪拌摩擦加工處理原位自生TiB2增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料,通過(guò)光鏡、掃描電鏡、透射電鏡等分析手段,系統(tǒng)研究該材料的Ti

2、B2顆粒分布、晶粒等微觀組織,以及硬度、強(qiáng)度、塑性等力學(xué)性能。通過(guò)實(shí)驗(yàn)揭示了攪拌摩擦加工對(duì)該材料組織及力學(xué)性能帶來(lái)的影響,并分析討論了其性能提高的強(qiáng)化機(jī)制。
　　微觀結(jié)構(gòu)分析表明,攪拌摩擦加工能顯著改善原位自生鋁基復(fù)合材料的組織結(jié)構(gòu)。攪拌區(qū)內(nèi)顆粒在微米尺度分布更為均勻,同時(shí)制備過(guò)程中產(chǎn)生的鑄造缺陷被消除。攪拌區(qū)內(nèi)復(fù)合材料的晶粒直徑平均由45μm細(xì)化到小于2μm。攪拌區(qū)前進(jìn)側(cè)與冠狀區(qū)在加工過(guò)程中材料塑性變形劇烈,發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過(guò)程,

3、因此加工后晶粒細(xì)小,增強(qiáng)相顆粒分布均勻。而后退側(cè)晶粒尺寸差異較大,增強(qiáng)相顆粒分布相比母材有較大改善,但仍有微團(tuán)聚現(xiàn)象。由于攪拌摩擦加工過(guò)程中材料的流動(dòng)是不均勻的,后退側(cè)材料流動(dòng)不如前進(jìn)側(cè)劇烈,所以材料只在部分區(qū)域發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,其余部分晶粒仍保持大變形狀態(tài)。這種材料流動(dòng)不均勻性也造成了后退側(cè)再結(jié)晶晶粒之間的顆粒微團(tuán)聚現(xiàn)象。
　　力學(xué)測(cè)試結(jié)果表明,攪拌摩擦加工能提高材料的綜合力學(xué)性能。顯微硬度分布證明,攪拌區(qū)的平均硬度高于母材區(qū),而