原位制備鋁基復合材料的熱處理工藝及力學性能研究.pdf

1、與傳統(tǒng)的金屬材料相比,鋁合金及其復合材料具有比強度、比剛度高、加工成形性好、尺寸穩(wěn)定性強和耐腐蝕性好等一系列優(yōu)點,所以在汽車、電子、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域具有極其廣闊的發(fā)展前景。
　　 本文采用高能超聲輔助原位反應(yīng)法制備Al3Ti／7075鋁基復合材料,解決了傳統(tǒng)方法下制備的復合材料中增強顆粒分布不均勻與及增強顆粒與基體界面結(jié)合不好等問題。對制備的鋁基復合材料顯微組織、物相及力學性能進行分析,結(jié)果表明:Al3Ti增強顆粒在基體中分布

2、均勻,晶粒組織細小,Al3Ti顆粒與基體界面結(jié)合良好。
　　 為進一步提高復合材料的力學性能,采用箱式熱處理爐、顯微硬度器、SEM電鏡、能譜分析儀對Al3Ti／7075復合材料固溶和時效處理進行分析,結(jié)果表明:復合材料的單級固溶處理的最佳方法為480℃／5h,復合材料經(jīng)此條件固溶處理后,第二相能夠較好的回溶到基體內(nèi)且不會發(fā)生晶粒長的的現(xiàn)象。隨著固溶溫度繼續(xù)升高,溶質(zhì)原子溶入有限,溶質(zhì)原子帶來的強化效果不大,合金硬度有下降的趨勢,

3、當固溶溫度達到520℃時,出現(xiàn)了組織過燒現(xiàn)象。復合材料的雙級固溶處理最佳方法為440℃／3h+480℃／2h,與單級固溶處理相比,復合材料在此條件下固溶處理后,復合材料能夠達到最大固溶度,第二相回溶更充分且硬度達到固溶處理最大值。進而對復合材料時效行為進行分析,結(jié)果表明:基體合金和復合材料在同一溫度下時效時,復合材料到達時效峰的時間要比基體合金短；在同一溫度下,之所以Al3Ti／7075鋁基復合材料的硬度值要比基體的高,主要是因為采用了

4、高能超聲法,使復合材料晶粒細化及原位反應(yīng)生成的Al3Ti顆粒能夠均勻分布在基體中。
　　 采用M-2000型磨損實驗機、掃描電鏡和電子天平對鑄態(tài)Al3Ti／7075復合材料及基體進行干摩擦滑動磨損實驗,結(jié)果表明:復合材料和基體的磨損現(xiàn)象都是若干種磨損機理的綜合作用的結(jié)果；隨著摩擦速度和載荷的增加,復合材料和基體的磨損率逐漸升高；從整體上來講,在同一摩擦條件下,復合材料的耐磨損性能高于基體；在低載荷磨損時,由于復合材料中增強顆粒的