原位合成TiB-,2--ZL109復(fù)合材料的性能研究.pdf

1、顆粒增強鋁基復(fù)合材料由于具有高比強度、比剛度和良好的耐磨性、疲勞抗性，在航天和汽車等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。在實際應(yīng)用中復(fù)合材料常要服役于高溫環(huán)境和摩擦環(huán)境，這就要求其要具備一定的高溫力學(xué)性能、滿足一定的尺寸穩(wěn)定性和耐磨性。本文采用鑄造鋁合金中高溫性能較好的ZL109作為基體，采用混合鹽反應(yīng)法原位合成了TiB2/ZL109復(fù)合材料。原位合成法克服了傳統(tǒng)外加顆粒制備方法成本高、顆粒與界面污染嚴(yán)重結(jié)合差等缺點，增強體分布均勻、基體上無界面反

2、應(yīng)，可以使用傳統(tǒng)的金屬熔融鑄造設(shè)備，工藝周期較短，成本低，是值得發(fā)展的金屬基復(fù)合材料（MMCs）制備方法。研究中利用掃描電鏡(SEM)、X射線衍射分析(XRD)、萬能拉伸試驗機、熱膨脹儀、摩擦磨損試驗機等現(xiàn)代分析和測試手段，研究了復(fù)合材料的熱處理工藝、高溫抗拉強度、熱膨脹性能、摩擦磨損性能。得到的主要結(jié)論如下： 1. 增強體顆粒為亞微米級，在基體分布均勻。 2. 根據(jù)對復(fù)合材料時效特性的研究得到復(fù)合材料適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に?/p>

3、為525℃固溶1.5h, 170℃時效8h。 3. 復(fù)合材料具有良好的高溫抗拉性能。在260℃，顆粒的增強效果最好，1.9wt.％ TiB2/ZL109和8.3wt.％ TiB2/ZL109的抗拉強度分別比基體合金提高了44.6％和63.3％。 4. 原位TiB2/ZL109復(fù)合材料具有比基體合金更低的熱膨脹系數(shù)。熱循環(huán)曲線封閉性好，在室溫時只有少量的殘余縮短，小于0.05％。在25-150℃區(qū)間，18wt.％TiB