颗粒原位增强TiB_(2)/ZL205A复合材料的组织与力学性能研究

通过混合盐反应内生的方法在ZL205铝合金基体中引入TiB_(2)颗粒增强相,研究TiB_(2)颗粒增强铝合金材料在铸态和热处理后的微观组织和力学性能。研究表明:TiB_(2)颗粒增强ZL205A复合材料的基本相组成为α-Al相、CuAl_(2)相及TiB_(2)颗粒。TiB_(2)颗粒的内生改善了基体和颗粒之间的润湿性,促进分散,同时将颗粒增强体尺寸控制在1μm以下。复合材料坯体挤压时,利用晶粒之间的滑动促进颗粒分散,挤压后再进行热处理,促进了颗粒的进一步分散,使TiB_(2)颗粒团聚现象得以改善,复合材料获得优异的力学性能。室温下,复合材料的极限抗拉强度、屈服强度和弹性模量分别达到598.0 MPa、510.0 MPa和92.4 GPa。在300℃下,复合材料的极限抗拉强度为197.0 MPa,伸长率为5.5%。相比ZL205A基体,复合材料的力学性能得到大幅提高。

TiB_(2)含量对TiB_(2(p))/ZL205复合材料组织和耐蚀性的影响

以混合盐法制备不同TiB_(2)颗粒含量的TiB_(2)(p)/ZL205复合材料(其中TiB_(2)颗粒含量为2%,4%,6%,质量分数),通过热分析、扫描电镜(SEM)、电位极化测量和电化学阻抗谱测量等方法研究TiB_(2)含量对复合材料组织和耐蚀性的影响。结果表明:随着TiB_(2)颗粒含量的增多,复合材料凝固速度变慢,θ相析出量减少且析出温度由547.71℃降低到531.87℃。在铸态下,随着TiB_(2)颗粒含量增加,团聚物的数量和尺寸变大,晶间腐蚀和点蚀数量增加,自腐蚀电流密度(icorr)值提高,对电化学阻抗谱进行拟合,发现钝化膜电阻(Rf)以及电荷转移电阻(Rct)之和(Rf+Rct)逐渐减小,复合材料耐蚀性逐渐降低;经T6热处理后,复合材料中析出相的数量明显减少,且分布变得更加弥散,且随着TiB_(2)颗粒含量的增加,大尺寸颗粒团聚物内部变得更加弥散,复合材料耐蚀性逐渐降低。相比于相同颗粒含量铸态下的试样,T6热处理后晶间腐蚀和点蚀的数量相对减少,icorr值提高但幅度较小,(Rf+Rct)值明显提高,说明经T6热处理后复合材料耐蚀性有所提高。

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%。