球磨与烧结对Al2Ti3V2ZrB/2024Al复合材料组织与硬度的影响

利用粉末冶金方法制备了Al2Ti3V2ZrB/2024Al复合材料,研究了球磨工艺和烧结温度对复合材料微观组织和硬度的影响。结果表明,球磨时过高的球磨速度或过长的球磨时间均会造成Al2Ti3V2ZrB颗粒的团聚,影响复合材料的组织均匀性。在球磨速度为150r/min下球磨5h,Al2Ti3V2ZrB颗粒在2024Al基体中的分布最均匀,复合材料的硬度最高。当烧结温度低于510℃时,Al2Ti3V2ZrB颗粒在2024Al基体中分布比较均匀,复合材料密度和硬度随烧结温度升高逐渐增加;超过510℃后Al2Ti3V2ZrB颗粒开始团聚,复合材料密度和硬度下降,在510℃制备的复合材料具有最高的硬度。     

熔铸法制备原位内生Al3Tip/AZ91D复合材料

采用熔铸法制备了Al3Tip体积分数分别为4%和8%的AZ91D复合材料,研究了其显微组织和物相,测试了其致密度、硬度及磨损性能。结果表明,复合材料组织致密,原位内生的Al3Ti颗粒尺寸细小,呈球形且在基体中分布较均匀,与基体结合紧密;随Al3Ti体积分数的增加复合材料的致密度降低,硬度升高,但其耐磨性反而有所降低。与基体AZ91D合金相比,Al3Tip/AZ91D基复合材料的硬度和耐磨性均得到明显提高。     

原位合成Al3(Zr,Ti)/2024Al复合材料的组织与性能

以2024Al合金粉末为基体材料,纯Zr粉和纯Ti粉为增强体材料,采用粉末冶金原位合成的方法制备出了不同Al3(Zr,Ti)含量的Al3(Zr,Ti)/2024Al复合材料,并对其在500℃下进行热挤压变形处理,测试其组织与性能的变化.结果 表明:在复合材料内部生成了不同含量的Al3(Zr,Ti)增强相,且随着Al3(Zr,Ti)生成量的增多,复合材料的硬度逐渐增加,抗拉强度呈现出先增大后减小的趋势,耐腐蚀性呈现出先上升后下降的趋势.复合材料的硬度和抗拉强度的最大值分别为209.7 HV0.01和427.11MPa,相对于纯2024A1合金,分别提高了40.25％和37.89％;复合材料的最大腐蚀电位和最小腐蚀电流密度分别为-0.517 V和4.096× 10-6 A/cm2.     

Ti元素改性SiC_p/2024铝基复合材料的制备及其力学性能表征

采用搅拌铸造技术制备Ti元素改性SiC p/2024铝基复合材料,并对铸态材料进行二次加工,研究Ti改性、热挤压以及颗粒含量对复合材料力学性能的影响,通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等测试分析手段对物相结构进行表征。结果表明,增加Ti元素含量可以提高2024基体及其复合材料力学性能;热挤压有利于改善SiC颗粒与基体的界面结合,使材料性能较铸态显著提高,并且在细化材料组织的同时还能使Ti元素的作用得到进一步加强;复合材料的综合力学性能在颗粒含量3%时达到最佳,其中热挤态拉伸强度和硬度分别可达311 MPa和HB133,较铸态2024基体分别提高了94.4%和84.7%。     

熔渗反应合成铝基表面Al_3Ti/Al复合涂层

采用Al-Ti体系,通过熔渗结合原位反应法制备出Al基表面Al_3Ti/Al复合涂层,研究了涂层的微观结构、相组成、过渡层形貌及显微硬度分布。结果表明:熔渗温度由700℃增加至800℃,涂层中Al_3Ti颗粒长大,分布更加均匀,形状由近球形转变为短棒状,同时有少量Al_3Ti相扩散至Al基体内部形成粗针状形貌。不同熔渗温度下,Al_3Ti/Al复合涂层和Al基体在界面处均形成良好的冶金结合。Al∶Ti摩尔比为5∶1时,涂层中Al_3Ti颗粒数量较多,团聚现象严重,涂层致密度较低;随着Al∶Ti摩尔比增加到7∶1,Al_3Ti颗粒数量减少,尺寸减小至5～8μm,分布更加均匀,涂层致密度显著增加。不同成分复合涂层硬度均显著高于基体,并随Al_3Ti含量增加而升高,最高可达180 HV,为Al基体硬度的3.9倍。     

热等静压原位生成Al_2O_3颗粒强化Ti_4AlN_3复合材料

利用Al_3Ti/Ti N纳米复合粉体在1280℃/150 MPa/1 h热等静压条件下,制备出Al_2O_3/Ti_4Al N_3复合材料。利用XRD、SEM和TEM研究复合材料的形貌及成分。研究表明,复合材料主要由片层结构的Ti_4Al N_3基体和Al_2O_3颗粒增强相组成。Ti_4Al N_3基体的平均晶粒尺寸为7μm;Al_2O_3颗粒的弥散分布,形状不规则,粒度在1~3μm,体积分数约为27%。Al_2O_3/Ti_4Al N_3复合材料的强化机制为细晶强化和第二相粒子强化。Al_2O_3/Ti_4Al N_3复合材料与单相的Ti_4Al N_3材料相比,显微硬度从2.5GPa提高到6.7 GPa,室温下最大抗压缩强度从450 MPa提高到1 800 MPa,最大压缩应变由4%提高到6.2%。     

原位Al_3Ti/Al复合材料的冷喷涂制备及组织性能北大核心CSCD

以Al80/Ti20(mass%)混合粉末为原料,采用冷喷涂法在低碳钢上沉积致密的Al/Ti基复合材料,对其在不同温度下(400、450、500、550和600℃)进行热处理,获得原位Al_3Ti金属间化合物颗粒增强Al基复合材料。采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度仪及磨损试验机研究了冷喷涂Al/Ti复合材料热处理前后的微观组织形貌、相结构、硬度及磨粒磨损性能的变化规律。结果表明:冷喷涂Al/Ti复合材料的相结构与喷涂粉末相同,涂层组织致密、颗粒间为机械结合;Al/Ti复合材料在450℃热处理后其局部区域开始通过扩散反应原位形成Al_3Ti金属间化合物,而在600℃热处理后初始Ti颗粒已全部转变为Al_3Ti金属间化合物颗粒,同时,涂层内部颗粒界面间结合显著改善,从而获得原位Al_3Ti/Al复合材料。随着热处理温度升高,原位Al_3Ti/Al复合材料硬度先下降后升高,而其磨粒磨损性能则在550℃热处理后显著增加。     

原位Al_3Ti/Al复合材料的冷喷涂制备及组织性能

以Al80/Ti20(mass%)混合粉末为原料,采用冷喷涂法在低碳钢上沉积致密的Al/Ti基复合材料,对其在不同温度下(400、450、500、550和600℃)进行热处理,获得原位Al_3Ti金属间化合物颗粒增强Al基复合材料。采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度仪及磨损试验机研究了冷喷涂Al/Ti复合材料热处理前后的微观组织形貌、相结构、硬度及磨粒磨损性能的变化规律。结果表明:冷喷涂Al/Ti复合材料的相结构与喷涂粉末相同,涂层组织致密、颗粒间为机械结合;Al/Ti复合材料在450℃热处理后其局部区域开始通过扩散反应原位形成Al_3Ti金属间化合物,而在600℃热处理后初始Ti颗粒已全部转变为Al_3Ti金属间化合物颗粒,同时,涂层内部颗粒界面间结合显著改善,从而获得原位Al_3Ti/Al复合材料。随着热处理温度升高,原位Al_3Ti/Al复合材料硬度先下降后升高,而其磨粒磨损性能则在550℃热处理后显著增加。     

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)。     

Al、Ti和W对ZG40Cr25Ni20抗磨耐热钢组织及性能影响

研究了Al、Ti和W对ZG40Cr25Ni20抗磨耐热钢组织及性能的影响。结果表明,经1 200℃保温5 h油冷热处理后,随Al、Ti和W含量的增加,基体组织中铁素体含量逐渐增加,组织由奥氏体+碳化物逐渐向铁素体+碳化物转变。1 000℃高温下,各试样均达到抗氧化级别;硬度逐渐升高,耐磨性有所提高。当Al、Ti和W的含量分别为5.02%、0.61%和0.63%时,抗磨耐热钢的平均氧化速度为0.0563 g·m~(-2)·h~(-1),达到了完全抗氧化级别,硬度为458 HBS,耐磨性比未加合金元素试样提高了1倍,综合性能较好。     

真空热压法制备2024Al/Gr/SiC复合材料的显微组织和力学性能（英文）

采用真空热压法制备了2024Al/Gr/SiC复合材料,其中SiC颗粒和鳞片状石墨(Gr)的体积分数分别为5%~10%和3%~6%。采用光学显微镜、扫描电镜、硬度和拉伸性能测试研究SiC颗粒和石墨对分别经160、175和190°C时效处理后复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明:加入SiC颗粒和石墨能明显加速第二相时效析出,但SiC颗粒对时效行为的影响比石墨大。复合材料的拉伸强度和伸长率随着SiC颗粒和石墨含量的增加而降低,石墨对伸长率的影响比SiC颗粒更大。2024Al/3Gr/10SiC复合材料在165°C时效8 h时的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为387 MPa,280.3 MPa和5.7%。2024Al/Gr/SiC复合材料的断裂机制为基体韧性断裂和复合相颗粒与基体间撕裂断裂。     

Al3Ti／Mg复合材料磨损行为的研究

研究了原位反应烧结法制备的Al3Ti/Mg复合材料的磨损行为,并且与纯镁和AZ91镁合金进行了比较.结果表明,原位内生Al3Ti颗粒能有效地增强镁基体,Al3Ti/Mg复合材料的耐磨性比纯镁和AZ91镁合金有明显的提高,且随Al3Ti颗粒增强相体积分数的增加,复合材料的耐磨性呈现上升的趋势;磨损表面的微观形貌显示,Al3Ti颗粒均匀分布在镁基体内部,且与基体结合牢固,起到了承担载荷和推迟复合材料磨损的作用.     

粉末冶金制备Al2024/SiC功能梯度复合材料的显微组织表征和力学性能（英文）

采用粉末冶金和热压技术制备了不同梯度层数和不同SiC含量的Al2024/SiC功能梯度材料。研究了梯度层数和SiC含量对Al2024/SiC功能梯度材料显微组织和力学性能的影响。XRD和SEM-EDX分析表明Al和SiC为复合材料的主要成分,同时还有Al_4C_3、CuAl_2和CuMgAl_2等其他成分。表层含有40%SiC的两层Al2024/SiC功能梯度材料具有最高的抗弯强度,为1400 MPa。显微硬度的降低和孔隙率的变化与SiC含量和金属间化合物的形成有关。结果表明,显微硬度的增加和金属间化合物的形成对复合材料力学性能的提高起重要作用。     

固相合成法制备Al_2O_3亚微米颗粒增强AZ31复合材料及强化机理

采用固相合成方法制备Al_2O_3亚微米颗粒增强AZ31镁基复合材料,利用OM、SEM、TEM对Al_2O_3/AZ31镁基复合材料进行组织观察,利用维氏硬度仪、电子万能拉伸试验机对Al_2O_3/AZ31镁基复合材料进行力学性能测试。结果表明:经过固相合成后,Al_2O_3亚微米颗粒均匀的分布在AZ31基体中,通过对基体位错运动的钉扎作用,使该区域的位错密度增加,促进动态再结晶形核,复合材料的晶粒被显著细化。Al_2O_3/AZ31复合材料的力学性能随着Al_2O_3亚微米颗粒含量的增加而提高,当Al_2O_3颗粒含量为2%时,复合材料的力学性能达到最大值,其硬度、抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为83HV、302 MPa、203 MPa和8.15%。     

原位合成(Al_2O_3+Al_3Ti)_P/Al复合材料的制备研究

通过对Al-TiO_2-SiO_2体系混合粉末固-液原位合成制备出了(Al_2O_3+Al_3Ti)_P/Al复合材料.利用X射线衍射仪、扫描电镜等方法观察分析了其物相和显微组织形貌.结果表明:原位反应制备的(Al_2O_3+Al_3Ti)_P/Al复合材料,金属间化合物增强相Al_3Ti均匀分布于基体,陶瓷相Al_2O_3颗粒非常细小,弥散分布于基体中,使材料的硬度等性能得到提高.     

喷射共沉积SiC_p/2024复合材料的显微组织与力学性能

利用喷射共沉积-热挤压-轧制工艺制备SiC_p/2024复合材料板材.研究该复合材料轧板热处理后的显微组织及力学性能,并确定其最佳的热处理工艺条件.结果表明:轧制态复合材料组织细小均匀,晶粒尺寸为3～4 μm,SiC颗粒均匀分布在基体合金中;采用490 ℃、1 h固溶处理和170 ℃、8 h时效后,SiC_p/2024复合材料轧板的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为480 MPa、358 MPa和6.4%,基体合金中存在大量细小的第二相颗粒,为Al_2MgCu及Al_2Cu相;峰时效状态时复合材料的布氏硬度值为228 HB,与轧板原始硬度相比较增幅达130%;喷射共沉积SiC_p/2024复合材料轧板到达峰时效时间比铸造2024铝合金的短,这主要是因为喷射沉积基体合金内细小均匀的晶粒组织、基体合金内高密度的位错组态以及SiC颗粒的引入,均有利于沉淀相的提前析出.     

粉末冶金Al3(Zr,Ti)/Al复合材料的组织与性能

为了研究Zr含量变化对Al-Ti-Zr铝基复合材料组织与力学性能的影响,以纯Al粉末作为基体材料,纯Ti粉和纯Zr粉作为增强体材料,采用粉末冶金原位合成法在750℃烧结制备了Al-Ti-Zr复合材料。随后将烧结制备的复合材料加热到400℃进行热压变形处理,测试其组织和性能的变化。结果表明:在Al-Ti-Zr三元体系中,复合材料内部通过置换反应生成Al3(Zr,Ti)化合物;随着Zr含量的增加,复合材料的组织更加均匀、致密化,其抗拉强度、硬度逐渐增加,抗拉强度最大值为227.66 MPa,硬度最大值为132.83 HV0.025;复合材料的耐腐蚀性能随着Zr含量的增加呈现下降趋势,在Zr含量为5%时,复合材料的耐腐蚀性能最佳,其腐蚀电位为-0.67661 V,腐蚀电流密度为1.0214×10^-6 A/cm^2。     

AZ91D镁合金表面激光熔覆 Al-Ti-Ni/C涂层的电化学腐蚀行为

以Al、Ti和Ni/C混合粉末为原料,在AZ91D镁合金表面激光熔覆制备Al_3Ti增强Al基复合涂层,并与基体和Al涂层进行对比。采用扫描电镜、X射线衍射仪对涂层的组织形貌和相组成进行分析,利用显微硬度计、电化学工作站对涂层硬度和耐腐蚀性进行测定。结果表明:Al涂层由Al_3Mg_2和Al_(12)Mg_(17)相组成,添加10%(Ti+Ni/C)涂层中还原位自生了增强相Al_3Ti。与基体相比,涂层的硬度显著提高,耐腐蚀性有了明显改善。而与Al涂层相比,添加10%(Ti+Ni/C)涂层的平均硬度提高了41%,自腐蚀电位增加了167 mV,自腐蚀电流密度略有下降,耐腐蚀性得到进一步提高。EIS测试结果显示,添加10%(Ti+Ni/C)涂层的Rc、Rct值均高于Al涂层和基体,证实了添加10%(Ti+Ni/C)涂层具有最好的耐腐蚀性。     

Al含量对WC-Fe合金的组织与性能的影响

本文以WC-50%Fe合金为研究对象,采用元素粉末添加方式,研究了Al含量为0%、3.5%、5%、6.5%(文中含量均为质量分数)对WC-Fe合金的组织和性能的影响规律;并对烧结过程中550℃保温处理对合金组织的影响进行了探讨。结果表明:随Al含量的增加,WC平均晶粒尺寸从3.0μm减小到2.4μm,基体相分布更加均匀;出现的Al_2O_3和Fe_3W_3C的含量与合金制备过程中碳含量有关,随Al含量的增加,合金中碳含量增加,Al_2O_3含量增加,Fe_3W_3C含量降低;在550℃进行保温处理后,可以有效避免合金出现变形和膨胀;随Al含量的增加,合金抗弯强度略有提高,从2 100 MPa提高至2 300MPa;而合金的硬度大幅度增加,从51 HRC增加至61 HRC。     

不同粉末冶金方法制备的Al_3Ti/Mg复合材料的性能研究

采用原位合成和外加法两种粉末冶金方法制备了质量分数为10%、20%、30%、40%的Al3Ti颗粒增强镁基复合材料,并对复合材料进行了XRD衍射分析、微观组织分析以及硬度、压缩强度和磨损性能的分析。结果表明,原位合成法制备的复合材料中Al3Ti颗粒尺寸较细,为1～5μm;外加法制备的复合材料中Al3Ti颗粒尺寸为5～15μm;Al3Ti颗粒均匀分散在镁基体中,可大幅度提高材料的强度和耐磨性能;原位合成法比外加法具有更好的强化效果,随着Al3Ti含量的增加,复合材料的硬度和压缩强度显著增加;原位合成法、外加法制备的复合材料中Al3Ti含量分别为20%、30%时耐磨性能最佳。