原位自生TiB_2颗粒增强铝基复合材料及其研究现状

对原位自生TiB2颗粒增强铝基复合材料在制备方法、基体合金选择和材料力学性能等方面在近年来的研究进展进行了综述,指出利用原位自生颗粒的优势、结合其他增强相进行复合强化,是未来金属基复合材料的研究方向.

铸造成型原位自生TiB_2/Al-Mg-Li复合材料热处理过程中的微观组织与力学性能演变

Al-Li合金具有低密度、高比强、高比刚的特点,在航空航天工业领域有着广阔的前景。Al-Mg-Li系合金中的Mg密度低,且可通过热处理进一步提高强度和硬度。为了进一步提高该材料的强度,制备了原位TiB_2/Al-Mg-Li复合材料。相比于Al-Cu-Li体系,针对原位TiB_2/Al-Mg-Li复合材料热处理的系统研究目前仍比较缺乏。通过原位自生混合盐法,制备了原位自生TiB_2/Al-4. 5Mg-2. 4Li复合材料。差示扫描量热(DSC)实验表明,复合材料中第二相开始熔化的温度为510℃;扫描电子显微镜(SEM)观察表明,原位TiB_2颗粒倾向于在晶界处形成团簇,热处理过程中基本不发生变化; SEM和电子能谱仪(EDS)扫描结果表明,该复合材料在500℃下固溶16 h后,合金元素Mg扩散充分,元素Mg偏聚基本消除; 185℃人工时效过程中,材料硬度有显著提升,时效24 h后达到峰时效状态,最大硬度为146. 2 HV10/15。

激光选区熔化成形原位自生TiB_2/Al-Si复合材料的微观组织和力学性能

利用激光选区熔化(SLM)技术制备了原位自生TiB_2纳米陶瓷颗粒增强Al-Si基复合材料,并对成形后的TiB_2/Al-Si复合材料进行不同的热处理。通过XRD物相分析、SEM微观组织观察、电子背散射衍射(EBSD)、EDS元素扫描分析和力学拉伸试验等对TiB_2/Al-Si复合材料的微观组织进行观察和力学性能测试。研究表明,在原位自生TiB_2纳米陶瓷颗粒和SLM快速凝固特性的共同作用下,SLM成形的原位自生TiB_2/Al-Si复合材料具有超细晶结构,平均晶粒尺寸为1.1μm;TiB_2/Al-Si复合材料的力学性能优异,屈服强度为262 MPa,抗拉强度为435 MPa,延伸率为11.88%。对比经不同热处理的TiB_2/Al-Si复合材料,直接时效处理(150℃/12h)的TiB_2/Al-Si复合材料性能最优,抗拉强度达到488 MPa,提高了53 MPa,延伸率降低至7.2%。