Mg对原位自生TiB_(2)/Al-4.5Cu复合材料微观组织及力学性能的影响

采用Al-K2TiF6-KBF4混合盐原位自生反应法,制备了不同Mg质量分数的3wt%TiB2/Al-4.5Cu复合材料。采用SEM、TEM、HM硬度测试和室温拉伸等方法研究了Mg含量和多级热处理对3wt%TiB2/Al-4.5Cu复合材料微观组织和力学性能的影响。微观组织观察发现:Mg质量分数为3wt%时,经过多级热处理后,TiB2颗粒的团聚现象明显改善,反应生成的TiB2颗粒平均尺寸约为130 nm,基体内伴随有大量弥散分布的纳米级颗粒,且α-Al的晶粒尺寸也明显减小。力学测试结果表明:多级热处理后,3wt%TiB2/Al-4.5Cu复合材料的硬度和抗拉强度随Mg含量的增加而提高,但过量的Mg (≥4wt%)会造成TiB2颗粒细化效果下降。分析表明:Mg的加入能够降低TiB2/α-Al界面能,减少脆性相Al3Ti、 Al2B的生成,并通过反应生成的MgAl2O4使界面结构变成TiB2/MgAl2O4/α-Al,从而有效抑制了TiB2的团聚,改善了TiB2颗粒与Al液界面的润湿性,提高了形核率,进一步细化了α-Al晶粒尺寸。