經(jīng)由電解低鈦鋁原位生成TiB2粒子及其對Al合金組織與性能的影響.pdf

1、近年來,LSM工藝制備鋁基復合材料得到廣泛應用,已制備出TiB2增強相均勻細小(<1μm)、性能優(yōu)良的各類鋁合金復合材料,但是該方法存在一個較嚴重的缺陷,即原位生成的TiB2增強相常被鹽膜包覆,造成TiB2增強相與基體之間界面的污染,削弱了增強效果。此外,該方法還存在原料利用率低、環(huán)境污染等問題。
　　與混合鹽反應法制備TiB2/Al復合材料不同,本文提出了一種向電解低鈦鋁熔體加Al-B中間合金制備含TiB2顆粒Al合金的新方法,

2、并對這種方法進行了較系統(tǒng)地研究,研究內(nèi)容主要包括如下幾方面:
　　首先,研究了向電解低鈦鋁熔體加入Al-B中間合金制備含TiB2顆粒Al合金的可行性,并對反應生成的TiB2顆粒對材料硬度的影響進行了測試分析。結果表明:這種原位反應法制備工藝是可行的。
　　而且,因在電解低鈦鋁熔體中,鈦主要以原子的形式存在且分布均勻,故原位反應生成的TiB2粒子顆粒均勻、細小且彌散的分布在熔體中;隨含量的增加,TiB2粒子在鋁熔體中的分布仍能

3、保持良好的均勻性,并使Al合金的布氏硬度大幅度提高。其次,研究了熔體溫度對TiB2顆粒生成反應的影響。結果表明:從750℃到950℃,隨溫度的升高,反應生成的TiB2粒子偏聚程度減弱,TiB2粒子的尺寸變小、分布均勻性變好,材料的硬度提高;但是,隨熔體溫度的升高,脆性相Al3Ti的生成量增多。Al3Ti相的生成會降低合金材料的性能。因此,熔體溫度不宜過高,850℃為該工藝制得TiB2/Al合金的最佳熔體溫度。
　　第三,研究了過量

4、Ti對TiB2/Al合金微觀組織的影響,結果表明:過量Ti的存在可能有效的細化α-Al基體,使TiB2顆粒分布均勻性變好,提高TiB2/Al合金的硬度。
　　第四,研究了Mg對TiB2/Al合金熔體中TiB2顆粒團聚的影響。結果表明:Mg元素的加入能有效抑制反應生成TiB2的團聚,使TiB2粒子的尺寸變小、分布均勻性變好,提高TiB2/Al合金的硬度;加入適量的Mg元素,還可改善TiB2顆粒與鋁液界面的潤濕性,這對提高材料的力學性