Al_3Ti/ZL101原位复合材料中增强相Al_3Ti结构及强化机理

采用透射电镜对 Al3Ti/ ZL 10 1原位复合材料中亚微米增强相 Al3Ti的形貌、结构和分布进行了研究 ,测试了 Al3Ti/ ZL 10 1原位复合材料的力学性能。研究结果表明 ,Al3Ti/ ZL 10 1原位复合材料中增强相 Al3Ti的尺寸为 0 .3～0 .5μm,该增强相与α- Al基体具有共格对应关系 ,它均匀分布于α-

原位生成AlN-Al_3Ti复合增强铝基复合材料研究

研究了AlN-Al_3Ti/ZL101原位复合材料的制备工艺,采用OM,SEM及TEM对该材料的微观结构进行了研究,用MTS800力性试验机测试了材料的力学性能。研究表明:在AlN-Al_3Ti/ZL101原位复合材料中,尺寸约为0 5μm的Al_3Ti增强相均匀弥散分布于α-Al晶粒内部,尺寸为30nm的AlN增强相弥散分布于共晶体内部。增强体使α-Al和共晶体明显细化,起到强化作用。AlN-Al_3Ti/ZL101原位复合材料中第二相在Al_3Ti与α-Al之间存在共格对应关系。AlN相作为共晶硅的异质晶核使共晶Si显著细化。经热处理后,AlN-Al_3Ti/ZL101复合材料的室温拉伸强度达到369 MPa,较基体材料有显著提高。

烧结法制备中间合金Al_(3)Ti相

采用TiO_(2)粉、CaO和Al粉为原料,经混匀、压制和烧结后,制备出中间合金Al_(3)Ti相,利用XRD、SEM-EDS、XPS等手段,对反应后样品的物相组成、微观形貌和原子价态进行分析表征。结果表明,在烧结温度1400℃、烧结时间30 min、铝钛比1.3和钙铝比1.6的条件下,烧结产物主要物相为Al_(3)Ti、Al和CaAl_(2)O_(4),烧结产物形貌呈现相间分布,TiO_(2)存在逐级还原的现象,烧结法制备中间合金Al_(3)Ti相是可行的。

纤维增强Ti/Al_(3)Ti金属-金属间化合物层状复合材料研究进展

连续纤维增强的金属-金属间化合物层状复合材料兼具高强度、高模量和良好的韧性等优异性能,逐渐成为国内外学者的研究重点。这种复合材料包含庞杂的体系、复杂的结构和性能表现,因此有必要对其制备技术、结构特征和综合性能开展深入的研究。以纤维增强Ti/Al_(3)Ti层状复合材料为对象,系统地综述了其研究现状。首先介绍了Ti/Al_(3)Ti等层状复合材料的制备技术,并着重探讨了真空热压烧结和超声波固结辅助热压烧结两种方法在制备纤维增强Ti/Al_(3)Ti层状复合材料方面的优缺点;然后围绕陶瓷纤维、金属纤维和形状记忆合金纤维增强的Ti/Al_(3)Ti层状复合材料的组织结构、力学性能和功能特性进行了述评;随后阐述了纤维增强Ti/Al_(3)Ti层状复合材料中各种纤维的强韧化机制;最后结合现有研究中存在的主要问题,对连续纤维增强金属-金属间化合物层状复合材料未来的发展方向进行了展望。

稀土钇及复合稀土对Al_3Ti/7055复合材料微观组织的影响

采用熔体反应法,以Al-K2TiF6为反应体系,原位合成Al3Ti/7055复合材料.采用X射线衍射仪、扫描电镜等试验手段,研究了合金元素Mg、稀土钇(质量分数为0.25%)及复合稀土(0.1%Y+0.15%Ce)对Al3Ti/7055复合材料微观组织的影响.结果表明:合金元素Mg对Al3Ti增强相的形貌、尺寸有重要的影响,Al3Ti/7055复合材料的最佳制备工艺为先复合再加Mg;添加单一稀土钇可抑制Al3Ti增强相凝固过程中析出部分的长大,增强相大小均匀,形貌趋向一致,以短棒状为主;添加复合稀土可抑制Al3Ti增强相径向尺寸的长大,主要为细棒状.

振动耦合场作用下低温原位合成Al_(3)Ti/Al-Mg-Mn复合材料的组织与力学性能

通过超声和机械振动耦合场辅助,采用原位反应法制备了Al_(3)Ti/Al-Mg-Mn复合材料,研究了反应温度和耦合场作用时间对其组织演变和室温力学性能的影响。结果表明:超声和机械振动耦合场可以促进原位反应的进行,分散细化Al_(3)Ti颗粒。经760℃耦合场处理10 min后,Al_(3)Ti/Al-Mg-Mn复合材料室温抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为222,119 MPa和8.1%,相比于Al-Mg-Mn基体,室温抗拉强度和屈服强度分别提高了17.5%和25.2%,伸长率由8.7%降低至8.1%。室温力学性能的提升,主要归因于Al_(3)Ti增强相引起的细晶强化、载荷传递强化和热错配强化,其中热错配强化对于复合材料强度的提升贡献最大。

CeO_(2),Y2O_(3)和ZrO_(2)掺杂Ti/Al_(2)O_(3)复合材料的制备与力学性能

实验采用无压气氛烧结方法,在1450℃的Ar气氛中制备了四组样品,分别为CeO_(2)、Y2O_(3)和Zr O_(2)掺杂的Ti/Al_(2)O_(3)复合材料以及未掺杂的空白Ti/Al_(2)O_(3)复合材料。通过四组样品显微结构的对比以及相对密度的计算,探讨了三种烧结助剂对Ti/Al_(2)O_(3)复合材料致密化的影响。计算结果表明,Ti/Al_(2)O_(3)-CeO_(2)复合材料的孔隙率为19.33%,具备最佳的相对密度。四组样品力学性能的计算结果发现,本实验样品中Ti/Al_(2)O_(3)-CeO_(2)复合材料同样具有最优异的力学性能,弯曲强度和断裂韧性分别达到178.26 MPa±2.14 MPa和2.53 MPa×m^(1/2)±0.11 MPa×m^(1/2),强度和韧性相对于空白的Ti/Al_(2)O_(3)复合材料提高了20%以上。此外,采用了X射线衍射分析了四组烧结样品的物相成分。结果表明,Ti与Al_(2)O_(3)之间发生界面反应,生成产物为Ti Al和Ti3Al,CeO_(2)掺杂组样品烧结过程中发生反应生成Ce-Al-O三元化合物,促进了复合材料的致密化烧结。同时,对复合材料力学性能的提升起到了良好的效果。

Cu/Ni_3Ti原位复合材料的显微组织和力学性能

通过真空电弧熔炼法制备了Cu/Ni_3Ti原位复合材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计和纳米压痕仪分别测试了Cu/Ni_3Ti原位复合材料的相组成、微观组织形貌、显微硬度和弹性模量。结果显示,Ni_3Ti相在铜基体中呈针状分布,且铸锭边缘与心部平均晶粒直径分别约为1.74和249μm。Cu/Ni_3Ti原位复合材料在时效温度为550℃时的强化效果最佳,此时铜基体与Ni_3Ti相的显微硬度最大值分别达到了174和209。在热处理后,Ni_3Ti相的最大硬度和弹性模量分别达到10.5 GPa和249.7 GPa,远高于Cu基体,Ni_3Ti相是一种理想的增强相。

烧结法制备Al-Ti-B中间合金粉体

采用TiO_(2)粉、CaO、Al粉和B_(2)O_(3)为原料,经混匀、压片、烧结后,制备出了Al-Ti-B中间合金粉末。利用XRD、SEM-EDS、XPS等表征手段,对烧结产物的物相组成、微观形貌和原子价态进行分析。结果表明,在钙铝比1.6、钛硼比5、1485℃烧结20 min的条件下,烧结产物的主要物相为Al_(3)Ti、TiB_(2)、Al、CaAl_(4)O_(7)和CaAl_(2)O_(4);烧结产物中Al_(3)Ti呈块状,TiB_(2)呈小颗粒状,两者均匀分布在铝基体中;TiO_(2)在反应中存在逐级还原的现象。烧结法可以制备出Al-Ti-B中间合金粉体。

烧结温度对(Al_3Ti+Al_3Zr)增强铝基复合材料组织和性能的影响

采用粉末冶金原位合成法制备Al_3Ti、Al_3Zr金属间化合物增强铝基复合材料。采用X射线衍射、扫描电镜、光学显微镜、硬度测试和抗拉强度测试,研究烧结温度对复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明,在铝基体中生成了金属间化合物Al_3Ti和Al_3Zr增强相;随烧结温度从700℃上升到900℃,复合材料的硬度(HV)从85.7提高到118.1;经800℃烧结制备的复合材料表现出了较好的抗拉强度(140.71MPa)和屈服强度(40.5MPa)。

相对挤压比对Al-Zn-Mg合金构件不同部位组织和性能的影响

采用全谱直读光谱仪、X射线衍射技术、拉伸试验测试方法和光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱仪观察方法,研究了相对挤压比对Al-Zn-Mg合金构件不同部位热处理前后微观组织和性能的影响。结果表明:挤压态和时效态构件中都存在Al_3(Zr,Ti)粒子。相对挤压比越大,Al_(3)(Zr,Ti)粒子含量越高,对热处理过程中再结晶抑制程度越强,热处理后构件仍保留大量的纤维组织,且MgZn_(2)相会在晶界处析出聚集;相对挤压比越大,热处理后构件平均晶粒尺寸增幅越低,屈服强度、抗拉强度和伸长率提升越大。

铝对钛合金表面激光熔覆层组织和耐磨性能的影响

为探讨铝元素在激光微熔池中真正能实现的作用,借助Nd:YAG激光在TC4表面分别进行了Ti+w(A1)=(1%～8%)激光熔覆实验。观测了微观组织、显微硬度和摩擦磨损性能随铝含量变化规律,分析了生成相,并定量分析生成有序化α_2相(Ti_3Al为基)时的铝含量。结果表明,微观组织由粗大的或不完整的树枝晶、相对较为细小的等轴或近似等轴晶和网篮状柱状晶组成。铝含量(质量分数,%)为6时,熔覆层中即有α_22相(Ti_3Al为基)生成。随铝含量增加,显微硬度呈上升趋势,最高为900HV,是铝含量(质量分数,%)小于6时试样的1.3～1.5倍。耐磨性能逐步提高,摩擦系数和磨损率均呈降低趋势,而且以Ti_3Al基α_2脆性相的生成为转折点,生成后为生成前的0.5～0.7倍左右。