陶瓷增强与热处理对Al基合金熔覆层的影响

为了提高Al-Mg-Sc-Zr合金熔覆层的力学性能,采用添加陶瓷颗粒与热处理的方法增强7075铝合金表面的Al-Mg-Sc-Zr合金熔覆层。利用XRD、显微硬度计、摩擦磨损试验机及拉伸试验机,探究对其物相组成与相关力学性能的变化。结果表明:随着TiC含量由3%提高至5%,TiC的存在形式由金属间化合物Al_(0.64)Ti_(0.36)向镶嵌在熔覆层中的微米级陶瓷颗粒转变,导致耐磨性能不断改善,而由于Al_(0.64)Ti_(0.36)相的产生,Al基合金熔覆层内部特有的组织形态发生改变,平均显微硬度因此下降至99.8HV_(0.1),当陶瓷颗粒含量进一步增加后,熔覆层内部未熔陶瓷颗粒的出现又有助于熔覆层内部显微硬度的提升。随着热处理温度及时间的增加,熔覆层内部大量纳米级Al_(3)Sc颗粒的二次析出使熔覆层的力学性能得到显著改善,当热处理条件为330℃保温4 h时,出现最高显微硬度141.2HV_(0.1),而在330℃保温1 h的条件下,抗拉强度最高为299 MPa,较沉积态分别提高了15.1%和34.7%。当热处理温度提高至430℃后,由于纳米级Al_(3)Sc颗粒的生长,晶粒尺寸增加使其强化效果下降,在材料拉伸性能中明显表现为抗拉强度与屈服强度的下降,而热处理时间的增加并未出现这一现象。