脉冲YAG激光焊接原位生成TiB_2/ZL101铝基复合材料

采用脉冲激光技术对原位生成TiB2/ZL101铝基复合材料进行焊接,并分析了脉冲频率对焊缝成形及其微观组织、气孔和TiB2粒子在焊缝中分布的影响.结果表明:脉冲激光焊缝成形较好,焊缝内气孔数量较少,焊接后母材中团簇的TiB2粒子变得细小弥散且比母材分布更均匀;当脉冲频率增至200 Hz时,搅拌作用减弱且焊缝内气孔增多,TiB2粒子的弥散分布也相对减弱,激光穿透深度随着脉冲频率的增加而减小;激光焊接时,焊缝呈现出细小的等轴晶组织,在凝固过程中TiB2粒子被界面前沿推移至晶界处,使得其在焊缝内的硬度增加且分布较均匀,焊接后TiB2粒子未与铝基体发生界面反应而保持了对复合材料的增强效果.

熔体直接反应法制备TiB_2/ZL101复合材料的显微组织及切削性能

用熔体直接反应法制备了TiB_2/ZL101复合材料;用光学显微镜、SEM、拉伸试验机等对复合材料的组织、力学和切削性能进行了测试分析,并与用钠盐变质处理的ZL101合金进行了对比。结果表明:制备的TiB_2/ZL101复合材料组织为细小等轴树枝状α-Al及细小板片共晶硅,其抗拉强度高于ZL101铝合金的,但塑性却低于ZL101铝合金的;切削工艺相同时,切削ZL101合金和TiB_2/ZL101复合材料刀具后刀面磨损速率相近,而后者加工表面粗糙度值低于前者的;TiB_2/ZL101复合材料的加工表面存在两种类型裂纹,第二种类型裂纹对其疲劳性能有害。

TiB_2/ZL101复合材料与ZL101合金激光焊对比研究

对TiB_2/ZL101复合材料和ZL101基体合金进行激光焊对比研究,结果表明:TiB_2/ZL101复合材料对激光的吸收率大于ZL101基体合金,相同工艺参数焊接时复合材料的焊接深度大于基体合金。由于基体合金导热率较大,使得焊缝上部比复合材料焊缝较宽。在功率一定时,较快的焊接速度(3 m/min)使得基体合金焊缝组织为α相和分布在α相间的针列状共晶体复合组织;而在较慢的焊接速度(2 m/min)时,基体合金焊缝组织为α相和分布较均匀的块状或长针状共晶Si相。复合材料在较快的焊接速度(3 m/min)时,晶界壁较薄,仅有少量共晶Si存在,在较慢的焊接速度(2 m/min)时,晶界壁明显变厚,共晶Si相较多。通过测试两种不同焊接速度的ZL101合金焊缝硬度表明,焊缝硬度值均比母材高,但共晶Si以针状或块状存在的焊缝硬度值小于针列状形式存在的焊缝硬度值。

TiB_2/ZL101A铝基复合材料微弧氧化与耐腐蚀性研究

本文将微弧氧化工艺应用于颗粒增强铝基复合材料TiB2/ZL101A,分析了不同氧化时间膜层的厚度、组织结构和成分等,并研究了其在模拟海洋环境下的耐腐蚀性能。结果表明,适当处理条件下,微弧氧化后的TiB2/ZL101A具备较强的耐海洋环境腐蚀能力。

原位合成TiB_2/ZL109复合材料的高温蠕变行为

采用原位合成方法制备了TiB2超细颗粒增强ZL109复合材料,对材料进行了高温拉伸蠕变实验。实验结果表明,复合材料在高温恒应力条件下,表现出高的名义应力指数和高的名义蠕变激活能,优于纯Al和ZL109合金,而且比常规外加颗粒复合材料具有更好的高温蠕变性能。引入门槛应力概念,复合材料的蠕变实验结果能够用微观结构不变模型来解释,说明复合材料的蠕变受到基体点阵扩散的控制。复合材料的蠕变断裂行为可以用Monkman Grant经验公式来描述,蠕变断裂特征为延性断裂。

原位生成TiB_2/ZL102复合材料的研究

研究了熔体直接反应原位生成TiB2 粒子强化ZL10 2复合材料。结果表明 :原位生成的TiB2 粒子呈等轴状 ,尺寸都小于 1μm ,大部分弥散分布在共晶区内 ,而在α Al内几乎不存在TiB2 粒子 ;TiB2 粒子的生成显著提高材料的室温抗拉强度 ,当w(TiB2 )粒子为 7%时 ,σb 提高了 2 5 % 。

Al-10Sr对TiB_2/ZL102复合材料变质效果的研究

通过变质剂Al 10Sr对TiB2 /ZL10 2复合材料 (TiB2 的质量分数为 3 % ,下同 )变质效果发现 :与ZL10 2合金的变质相比 ,使复合材料达到良好变质效果所用的Al 10Sr量显著增加 ;变质剂用量的增加与复合材料中的Ti、TiB2 无关 ,主要的原因是复合材料中的B与Sr反应生成SrB6,从而引起变质效果的下降 ;制备该种复合材料时 ,原料中的最佳Ti/B比为 2 .2 :1。

TiB_2含量及T6热处理对原位TiB_2/ZL111复合材料显微组织和硬度的影响

采用原位合成法制备了TiB_2/ZL111复合材料,并对铸态及T6态TiB_2/ZL111复合材料的显微组织及硬度进行了研究。结果表明:显微组织方面,铸态TiB_2/ZL111复合材料主要由α-Al、共晶Si和TiB_2组成,TiB_2颗粒平均尺寸为1μm,呈六边形或卵圆形分布于α-Al晶界处;TiB_2有效细化了ZL111的α-Al晶粒,使长条状共晶Si向等轴状转变;T6热处理使共晶Si进一步演变为近球状,并有效改善了TiB_2的团聚现象。硬度方面,TiB_2含量越高,铸态TiB_2/ZL111复合材料的硬度越高,铸态10%TiB_2/ZL111(质量分数)复合材料的维氏硬度(120.13Hv)比铸态ZL111合金(96.63Hv)提高了24.32%;T6热处理使ZL111合金及TiB_2/ZL111复合材料的硬度进一步提高,但硬度提高率随TiB_2含量的增大而减小,TiB_2消弱了T6热处理的时效硬化作用,归因于TiB_2颗粒抑制了Al_2Cu相的析出。

熔体处理对TiB2颗粒增强ZL101铝基复合材料力学性能的影响

试验研究了熔体处理对TiB2颗粒增强ZL101铝基复合材料的影响.分别用六氯乙烷和高纯氩气对w(TiB2)=10%的TiB2颗粒增强ZL101铝基复合材料熔体进行处理,考察不同熔体处理方式对复合材料铸态组织和性能的影响.结果表明:熔体经高纯氩气处理后,复合材料铸锭内的夹渣和气孔缺陷减少,屈服强度和伸长率分别由熔体未处理前107 N/mm^2、2.5%增至160 N/mm^2、2.9%.经六氯乙烷处理后复合材料铸锭的夹渣数量明显增加.铸锭经相同轧制工艺轧制后,经高纯氩处理的试样轧制变形性能较好,而经六氯乙烷处理的试样变形性能较差.未经处理的铸锭轧制后的屈服强度和伸长率分别为173 N/mm^2和3.2%,经高纯氩处理后铸锭轧制后的屈服强度和伸长率分别为198 N/mm^2和3.5%.

Al-5.22Ti-1.65B的金相组织对ZL101A铸造铝合金的影响

分析了Al-5.22Ti-1.65B中间合金的金相组织对ZL101A铸造铝合金的影响,结果表明:在Al-5.22Ti-1.65B中间合金的金相组织中,Ti Al3相呈块状,分布于α-Al基体上,Ti B2颗粒为球状,处于Ti Al3相之间。经过Ti Al3相和Ti B2颗粒分布均匀的铝钛硼中间合金处理后,减少了树枝状α-Al相的形成,共晶硅的分散性更好,使ZL101A铸造铝合金的组织变得更均匀。

原位合成TiB_2/ZL205A复合材料的组织及流动性

采用原位合成法制备了TiB_2/ZL205A复合材料,对所合成复合材料的物相、TiB_2颗粒形貌及分布、流动性进行了研究。结果表明:TiB_2/ZL205A复合材料主要由α-Al、Al_2Cu和TiB_2组成,TiB_2颗粒呈多边形或卵圆形,平均颗粒尺寸500nm左右,大部分沿晶界分布,少量分布在晶粒内部。TiB_2/ZL205A复合材料的流动性与浇铸温度及TiB_2质量分数的关系均可用指数阻尼模型进行描述。当浇铸温度由710℃提高到750℃时,7wt%TiB_2/ZL205A复合材料的流动性提高了30.4%;当浇铸温度在750℃以上时,7wt%TiB_2/ZL205A复合材料的流动性随浇铸温度的提高而提高的速率降低。与基体合金相比,在730℃浇铸时,3wt%TiB_2/ZL205A复合材料的流动性降低了21.8%,7wt%TiB_2/ZL205A复合材料的流动性降低了36.4%。

倾斜板法制备铝基复合材料半固态坯料的研究

采用倾斜板法制备了半固态TiB2/ZL203复合材料坯料,考察了浇注温度和倾斜角度对半固态坯料组织中初生α-Al颗粒形貌和尺寸的影响。结果表明,采用倾斜板法可以制备出初生α-Al相细小且呈等轴状或近球状的TiB2/ZL203复合材料坯料。初生α-Al相平均晶粒尺寸和平均圆度系数分别随着浇注温度的减小和倾斜角度的增加而相应地减小和增加。但当倾斜角度超过45°时,半固态组织有所粗化。当倾斜角度为45°和浇注温度为700℃,半固态TiB2/ZL203复合材料坯料初生α-Al相平均晶粒尺寸最小,形貌最为圆整,适于触变成形。

Mechanical properties and wear resistance of aluminum composite welded by electron beam

The welding property of TiB2/ZL101 composite was investigated using electron beam（EB） welding experimental system with a function generator.The fine defect-free welding seam was obtained under proper processing parameters and scanning rate.The reinforcement particles TiB2 distributed homogeneously in welding seam without any segregation.The tensile results show that fracture occurs at the base metal and elastic modulus increases compared with base metal.Wear resistance of welding seam is improved greatly compared with base metal.The results show that the TiB2/ZL101 composite can be successfully welded by EB technology.