TC4_(f)/LA91热压复合制备与组织性能研究

通过热压层合工艺制备TC4_(f)/LA91复合材料,并对其复合界面显微组织和力学性能进行研究,为拓展Mg-Li合金复合材料应用提供一定的理论与技术支持。分别用金相显微镜(Optical Microscopes,OM)、扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)观察复合材料的微观形貌,使用能谱仪(Energy Dispersive Spectrometer,EDS)检测元素分布情况、X射线衍射(X-ray Diffraction,XRD)分析复合材料的相组成,通过拉伸试验测试复合材料的力学性能。结果表明,TC4_(f)/LA91复合材料界面具有扩散效应,基体中的主要元素Mg、Li、Al与增强体中的主要元素Ti、Al、V相互扩散,并随温度增加能够形成具有一定宽度(2~3μm)且形状完整、轮廓清晰的扩散层,实现界面复合效果,界面处物相稳定,无新相产生。TC4_(f)/LA91复合材料的抗拉强度对温度和增强体分数敏感,基本不随保温时间变化,有明显屈服现象。在510℃保温45 min工艺条件下、10 vol.%体积分数的抗拉强度为297 MPa,相比LA91基体抗拉强度增加50.76%,强化效果明显。在拉伸过程中,由于界面复合紧密,TC4纤维未被拔出,其断口呈颈缩,LA91合金基体未发生明显开裂。

冷轧与退火对LA91合金显微组织和力学性能的影响

对热挤压态LA91合金进行了冷轧及退火处理,研究了不同冷轧变形量与退火温度对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,总轧制变形量为76.7%的LA91合金薄板具有较高的强度和良好的塑性（抗拉强度为177 MPa,伸长率为37.4%）。在200~300℃范围内退火,冷轧LA91合金发生回复和再结晶,β相逐渐变为等轴状,α相逐渐球状化。因此,随退火温度升高,合金薄板的抗拉强度先降低后升高,伸长率则先升高后降低。同一变形量下,合金中的α相再结晶温度略高于β相;经1h退火,不同变形量的冷轧LA91合金开始再结晶的温度略微不同,约为250℃,退火温度为300℃时,再结晶完成。