原位合成TiB2/ZL109复合材料的热处理特性

利用TiB2颗粒在共晶Al-Si基体中易于分散和生成颗粒超细的原理,用混合盐法制备了原位TiB2颗粒增强ZL109为基体的复合材料.颗粒加入后材料的硬度明显提高,如对颗粒质量分数为8.3%的复合材料材料T6处理后,其布氏硬度较基体ZL109提高了41.7%.对不同颗粒质量分数的复合材料固溶时效行为的研究表明,颗粒的加入,抑制了材料的固溶扩散进程,加速了复合材料的时效进程.用有效扩散理论分析了颗粒增强复合材料的固溶时效特性.     

原位合成TiB_2/Al-4.5Cu复合材料的热处理特性

采用KBF4和K2TiF6混合盐反应工艺制备了原位TiB2颗粒增强Al-4.5Cu复合材料。通过XRD、光学显微镜,元素分析仪和维氏硬度计等研究了复合材料的凝固组织和固溶时效行为。结果表明,颗粒的引入使凝固组织得到明显细化。颗粒引入后材料的硬度明显提高,对TiB2颗粒含量为6.9%的复合材料经T6处理后,其硬度(HV)比基体的提高了1倍。颗粒的引入,抑制了合金的固溶扩散进程,加速了复合材料的时效进程。     

稀土对TiB_2/7055复合材料组织及性能的影响

采用K2TiF6和KBF4混合盐原位反应法制备TiB2/7055复合材料,研究了稀土对复合材料铸态组织和力学性能的影响。结果表明：添加0.3%稀土可以显著细化复合材料的铸态组织,晶粒尺寸从200μm减小到40μm左右。同时,TiB2颗粒得到细化,其平均尺寸约为100 nm;TiB2颗粒在基体上的分布也更加均匀。经过480℃固溶60 min、120℃时效24 h后复合材料抗拉强度达到690 MPa,伸长率达到5.5%。     

原位内生颗粒增强TiB_2/7055铝基复合材料的组织

对原位内生Ti B2/7055铝基复合材料的微观组织和热处理特性进行了研究。结果表明,原位内生的Ti B2颗粒在基体中弥散分布,与基体界面结合良好。Ti B2/7055复合材料具有显著的时效强化行为,增强相Ti B2颗粒促进复合材料的时效析出行为,缩短硬度达到峰值的时间,热处理后硬度和抗拉强度等性能明显提高。确定了12 mass%Ti B2/7055复合材料最佳热处理制度为460℃固溶60 min,120℃时效20 h。     

Mg对原位合成TiB_2/Al-7Si复合材料的微观组织及力学性能的影响

通过向铝液中加入一定比例的KBF4和K2TiF6制备出了TiB2/Al-7Si复合材料,利用XRD,SEM,金相显微镜,硬度(HV)测试和磨损试验等材料分析方法研究了Mg对复合材料的微观组织和力学性能的影响。研究表明,K2TiF6和KBF4混合盐原位反应的生成物为平均尺寸为0.5μm左右的TiB2颗粒。复合材料的硬度和耐磨性随着TiB2含量的增加提高。添加1.5%的Mg改善了TiB2颗粒与铝液界面的润湿性,增加了合金熔体的粘度,阻碍了TiB2颗粒的团聚,明显细化了TiB2颗粒且分布更加均匀,增强了TiB2颗粒的弥散强化和细晶强化效果,复合材料的硬度和耐磨性显著改善。过量的Mg元素(3.0%)会造成TiB2颗粒细化效果的下降,但硬度和耐磨性能继续得到改善,这可能与合金凝固中析出的初晶Mg2Si颗粒和时效过程中析出β′或β″相有关。     

Al3Ti/7075铝基复合材料固溶处理工艺研究

研究了固溶处理对制备的Al3Ti/7075铝基复合材料显微组织和力学性能的影响.结果表明:该铝基复合材料存在的第二相颗粒为MgZn2.复合材料经480℃固溶5h后,复合材料显微硬度达到最大值68.72 HV.随固溶温度升高和固溶时间的延长,第二相颗粒回溶较多,但会发生再结晶,晶粒发生长大.复合材料经T6人工时效后硬度达到83.46 HV.     

7075铝基复合材料多级固溶和时效处理工艺

研究了多级固溶和时效处理工艺对制备的Al3Ti/7075铝基复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明,经XRD衍射图谱分析,该铝基复合材料存在的第二相颗粒为MgZn2。复合材料经440℃/3h+480℃/2h处理后,其显微硬度值为110.2HV,硬度比单级固溶提高了10%。在同一固溶温度下,随着固溶时间的延长,第二相颗粒回溶较多,但是会发生晶粒长大现象。基体合金和复合材料在同一温度(120℃)下时效时,复合材料时效速度要比基体合金时效速度快,复合材料的时效峰值硬度为147.73HV。     

Mg对原位合成TiB2/Al-7Si复合材料的微观组织及力学性能的影响

采用K2TiF6和KBF4混合盐原位反应法制备TiB2/Al-7Si复合材料,利用XRD、SEM、金相显微镜、HV硬度测试和磨损实验等方法研究了Mg对复合材料的微观组织和力学性能的影响.结果表明:反应生成的TiB2颗粒平均尺寸约为0.5 μm,材料的硬度和耐磨性随着TiB2含量的增加而提高;添加1.5%Mg(质量分数)元素可明显细化TiB2颗粒,且使其分布更加均匀,增强TiB2颗粒的弥散强化和细晶强化效果,复合材料的硬度和耐磨性显著改善;过量的Mg元素(3%)会造成TiB2颗粒细化效果的下降,但其硬度和耐磨性能继续得到改善.     

时效处理对TiB_(2P)/A356复合材料组织与性能的影响

以混合盐法制备的原位自生TiB2P/A356复合材料为研究对象,采用光学显微镜、扫描电镜及力学性能测试分析等,研究时效处理对TiB2P/A356复合材料显微组织与力学性能的影响。结果表明:复合材料的最佳热处理工艺为530℃×6 h固溶处理+130℃×10 h时效处理。此时,复合材料的硬度可达76.67 HRB,与铸态相比提高73.51%;抗拉强度可达335.49 MPa,与铸态相比提高40.42%。     

(TiB_2+Al_3Ti)/ZL101原位复合材料的强化机理

采用透射电镜对(TiB2+Al3Ti)/ZL101原位复合材料中增强相组织、结构和分布进行了研究,测试了(TiB2+Al3Ti)/ZL101原位复合材料的力学性能。结果表明,原位复合材料经热处理后,其抗拉强度、硬度及伸长率都比ZL101基体材料高,分别提高了23.3%、23.5%、14.6%;增强相TiB2和Al3Ti颗粒均匀分布于-αAl基体中,对基体具有显著的晶粒细化效果;(TiB2+Al3Ti)/ZL101原位复合材料主要强化机制为细晶强化、固溶强化、弥散强化和位错强化。     

电铸制备TiB_2/Cu复合材料的性能

使用粒度约为3μm的导电陶瓷TiB_2颗粒作为铜基复合材料的增强相,在酸性硫酸铜溶液中用电铸方法制备TiB_2/Cu电火花加工用工具电极。用扫描电镜和金相显微镜观察其组织结构,用维氏硬度计测量硬度,用中性盐雾试验测量其耐腐蚀性,用电火花加工脆硬材料衡量其抗电蚀性。结果表明:电铸Cu与TiB_2/Cu晶粒平均直径分别为30,10μm,硬度分别为984,1235 MPa,腐蚀失重分别为47.8,40.3 mg;TiB_2颗粒的加入可显著细化晶粒,提高硬度、耐腐蚀性和抗电蚀性。     

混杂增强(CNTs+TiB2)/Cu复合材料制备与性能

本文以碳纳米管（CNTs）和TiB2颗粒作为增强相,首先利用球磨、表面吸附和热压烧结相结合技术制备具有层叠结构的CNTs/Cu复合材料,改善了CNTs在铜基复合材料中易团聚问题。CNTs/Cu复合材料的致密度和导电率随CNTs含量增加而降低,抗拉强度和伸长率随CNTs含量增加先升高后降低,当含量为0.1 wt.%时综合性能最优,致密度、导电率和抗拉强度分别为97.57%、91.2 %IACS和252 MPa。而球磨后热压烧结的1 wt.% TiB2/Cu复合材料致密度、导电率和抗拉强度分别为97.61%、58.3 %IACS和436 MPa。在此基础上,将TiB2颗粒原位引入到具有层叠结构的CNTs/Cu复合材料,制备获得混杂增强(CNTs+TiB2)/Cu复合材料。相比单一CNTs（或TiB2）增强铜基复合材料,(CNTs+TiB2)/Cu复合材料的强度提升显著。其中,(0.1 wt.% CNTs+1 wt.% TiB2)/Cu复合材料的导电率和抗拉强度分别为56.4 %IACS和531 MPa,相比1 wt.% TiB2/Cu,其导电率仅降低3.3%,而抗拉强度则升高21.8%。这主要归因于片层间CNTs可起承担和传递载荷作用,同时片层间弥散分布的TiB2颗粒可以钉扎位错,两种强化机制共同作用使(CNTs+TiB2)/Cu复合材料的抗拉强度显著提升。     

Effect of Hot Extrusion on Microstructures and Properties of TiB2/AZ31 Magnesium Based Composites

采用原位合成-半固态搅拌铸造法制备了TiB2/AZ31镁基复合材料,研究了热挤压对TiB2/AZ31镁基复合材料组织和力学性能的影响。结果表明：热挤压不仅能显著细化合金组织,而且能有效改善TiB2颗粒分布的均匀性。与铸态AZ31镁合金相比,铸态TiB2/AZ31镁基复合材料的硬度、抗拉强度都有一定程度的提高。经过热挤压后,TiB2/AZ31镁基复合材料的硬度和抗拉强度分别比基体合金提高了126.2%和98.8%,达到950 MPa和322 MPa。磨损表面形貌显示,TiB2颗粒的引入以及对TiB2/AZ31镁基复合材料进行热挤压,都可有效地提高材料的耐磨性。     

高能超声场下熔体原位反应制备TiB2/Al-30Si复合材料及其耐磨性能

在高能超声场下利用熔体原位反应制备TiB2/Al-30Si复合材料;利用XRD、SEM及干磨损试验研究此复合材料的显微组织和磨损性能。结果表明：在高能超声场作用下,原位TiB2颗粒在铝基体中分布均匀,形貌为圆形或四边形,尺寸在0.1-1.5μm之间。初生硅的形貌为四边形,平均尺寸为10μm。随着高能超声功率的增加,Al-30Si基体合金及TiB2/Al-30Si复合材料的硬度明显提高;特别是当超声功率为1.2 kW时,复合材料的硬度达到412 MPa,是基体合金的1.3倍。复合材料的磨损性能得到明显提高,载荷的变化对复合材料的磨损量影响不大。     

液-液原位反应合成TiB2/CuCrZr复合材料的研究

利用液-液原位反应法地制备了TiB2/CuCrZr复合材料,并且研究了TiB2含量对复合材料硬度和电导率的影响。结果表明,TiB2颗粒分布不均匀,呈现团粒状和细长棒状两种形态,在铸态下,复合材料的硬度比常规的铸态CuCrZr合金有较大的提高,复合材料的硬度随着TiB2含量的增加呈先增后减的趋势,TiB2含量为3%时的硬度最佳(HV为206);电导率随TiB2含量的增加有所下降。     

Microstructural evolution and mechanical properties of in situ TiB2/Al composites under high-intensity ultrasound

Microstructural evolution and mechanical properties of in situ TiB2/Al composites fabricated with exothermic reaction process under high-intensity ultrasound produced by the magnetostrictive transducer were investigated. In this method, the microstructure and grain refining performance of the TiB2/Al composites were characterized by optical morphology(OM), scanning electron microscopy(SEM), energy-dispersive spectrometer(EDS), and X-ray diffraction(XRD) analysis.Microstructural observations show a decreasing trend in the grain size of the composites due to the ultrasound and the content of TiB2 particles in the composites. Compared with the process without ultrasound, the morphology and agglomeration of TiB2 particles are improved by high-intensity ultrasound. Meanwhile, it is proposed that the formation of TiB2 particles occurs via the transformation from Ti Al3, and at the optimal amount of the reactants, the conversion efficiency of Ti Al3 into TiB2 almost reaches up to 100 %. Finally, the effects of high-intensity ultrasound and TiB2 particles on the mechanical properties of the TiB2/Al composites were also discussed.     

热挤压原位合成TiB_2/6351Al复合材料的组织性能

利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和万能拉伸试验机等测试手段,研究了原位合成TiB2(wt,8%)/6351Al复合材料在热挤压前后的显微组织及室温拉伸性能。结果表明,热挤压变形有助于增强颗粒在基体合金中均匀分布,热挤压后TiB2颗粒与基体界面结合良好,未发现界面处开裂;热挤压变形时TiB2颗粒周围的基体合金中形成复杂的位错;基体合金发生再结晶和回复形成完整的等轴晶和亚结构,显微组织得到细化,基体合金再结晶的主要形核方式为增强体颗粒引起位错塞积区形核,亚晶吞并长大形核及应变诱发晶界迁移形核。热挤压复合材料基体合金具有较强的[111]织构。与铸态相比,热挤压后复合材料的屈服强度Rp0.2、抗拉强度Rm、伸长率A及布氏硬度显著提高。复合材料断口特征由热挤压前的韧性和沿晶的混合断裂,转变为以韧性断裂为主。     

MICROSTRUCTURE AND COMPRESSIVE PROPERTIES OF NiAl-TiB_2 PARTICULATE COMPOSITES

Ni-50at.%Al matrix composites containing 0 to 20v.% TiB_2 particles have beensuccessfully fabricated by HPES technique. The results show that the Vickers hardness atroom temperature and the compressive yield strength from room temperature to 1000℃ ofthe composites increase with increasing volume.fraction of the strengthening phase. Espec-ially, the yield strength of NiAl-20TiB_2 was approximately twice as high as that ofunreinforced NiAl. The ductility of the composites at room temperature is also superior tothe monolithic NiAl.     

Cu—Ti合金原位生成TiB2颗粒时的组织演变

通过原位生成反应,采用Cu-3．4％Ti和Cu-0．7％B中间合金,利用快速凝固技术制备纳米TiB,颗粒增强块体Cu—Ti合金,然后对合金在900℃进行热处理l～10h。高分辨透射电镜（HRTEM）观察表明,在铜熔体中,Ti和B通过原位反应生成初始纳米TiB2颗粒和TiB晶须,TiB晶须的生成会导致TiB2颗粒粗化。初始TiB2颗粒沿晶界分布,会阻碍晶粒在高温下的生长。在对合金进行热处理时,晶粒内的Ti和B原子通过扩散反应生成二次TiB2颗粒。对合金热处理前后的导电率和硬度进行测试。结果显示,生成的二次TiB2颗粒能够延缓合金在高温下硬度的下降,合金的电导率和硬度随着热处理时间的延长而增加,在处理8h时分别为33．5％IACS和HVl58。