自蔓延合成Al-Ti-C中間合金結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、自蔓延合成技術(shù)因其合成迅速、工藝簡單、節(jié)能等優(yōu)點成為制備化合物及復合材料的新技術(shù)。特別是鋁及鋁合金的新一代晶粒細化劑Al-Ti-C中間合金的制備中顯示出獨特的優(yōu)越性，自蔓延合成方法較好地解決了產(chǎn)物TiC含量低、細化相TiAl3、TiC分布不均等問題。雖然自蔓延合成法制備TiC/Al復合材料的研究已取得很大進展，但是對自蔓延合成Al-Ti-C中間合金晶粒細化劑的反應(yīng)過程、組織轉(zhuǎn)變規(guī)律及結(jié)構(gòu)形成機理研究甚少，自蔓延合成法制備的Al-Ti-C

2、中間合金還未曾接受工業(yè)化應(yīng)用評價，還有需要解決的問題。 本文采用激光引燃自蔓延合成技術(shù)制備Al-Ti-C中間合金。探討了激光工藝參數(shù)對自蔓延合成Al-Ti-C中間合金的產(chǎn)物相組成及組織形貌的影響。激光器工作參數(shù)對制備的中間合金組織特征影響很大，通過對激光器工作參數(shù)的調(diào)整，制備出內(nèi)含數(shù)量適中、形貌良好、彌散分布TiAl3和TiC顆粒的中間合金。 采用X-ray衍射儀、電子探針、掃描電鏡和差熱分析儀檢測中間合金的形成機制及組

3、織形態(tài)。合成的Al-Ti-C中間合金由針狀TiAl3和TiC粒子兩相組成；在自蔓延過程中，在680℃時出現(xiàn)塊狀tiAl3，700℃時TiAl3由塊狀轉(zhuǎn)變?yōu)榻驙睿?80℃時TiAl3轉(zhuǎn)變?yōu)獒槧睿?50℃時，針狀TiAl3開始分解并出現(xiàn)少量的TiC粒子，此時C在鋁液中沒有潤濕；1000℃時，C在鋁液中完全潤濕，TiAl3分解完畢，生成的是TiC粒子。最終，TiAl3在過飽和Al-Ti熔體中析出，呈現(xiàn)顆粒狀，合成后的Al-Ti-C中間合金由

4、塊狀TiAl3、TiC粒子和Al三相組成。預制樣中添加TiH2對制備出的Al-Ti-C中間合金的微觀組織有重要影響。TiH2的加入使合成顆粒TiAl3和TiC分布彌散、直徑約0.5-1μm，中間合金組織形貌及構(gòu)成良好。 研究了中間合金的微觀形貌、添加量、保溫時間、保溫溫度、Ti/C質(zhì)量比和稀釋處理等工藝參數(shù)對純鋁細化效果的影響。細化實驗表明，考慮生成相的存在形式以及工業(yè)生產(chǎn)等因素，保溫溫度選擇在750℃，保溫時間為5min。選用