(Al3Zr ZrB2)/ZL101原位复合材料力学性能和显微组织研究

采用原位反应法制备(Al3Zr ZrB2)/ZL101原位复合材料,测试其室温力学性能,并通过OPM,TEM观察其微观组织.结果表明原位复合材料经过热处理后,抗拉强度、延伸率以及布氏硬度分别提高了33.2%,9.76%,39.8%.增强相ZrB2呈不规则的块状,为六方结构,尺寸为0.4 μm左右,增强相Al3Zr呈长棒状,两种增强相整体分布均匀,且与α-Al的界面结合良好.(Al3Zr ZrB2)/ZL101原位复合材料主要强化机制为Orowan强化、细晶强化、固溶强化和位错强化.     

原位生成Al3Zr和ZrB2增强铝基复合材料研究

采用原位反应法制备(ZrB2 Al3Zr)/ZL101原位复合材料,测试其室温力学性能,并通过OPM、TEM观察其显微组织.结果表明,原位复合材料经过热处理后,抗拉强度、伸长率以及布氏硬度分别提高了35.5%、12.2%、25.5%.原位复合材料增强相ZrB2和Al3Zr弥散分布在α-Al中,Al3Zr呈棒状,几乎与α-Al完全共格;ZrB2呈粒状.(ZrB2 Al3Zr)/ZL101原位复合材料强韧化的主要机制是细晶强化和弥散强化.     

(ZrB2+Al3Zr)/ZL101原位复合材料的微观组织及强化机理

为了得到高性能材料,采用固-液反应法,以KBF4和K2ZrF6粉剂为原料制备了(ZrB2 Al3Zr)/ZL101原位复合材料,并通过OPM和TEM观察其显微组织.结果表明,ZrB2呈颗粒状,直径大约在0.1 μm,Al3Zr呈长棒状,长度大约在0.2～0.4 μm,两种增强相整体分布较为均匀,且与基体的界面光滑洁净,没有其他反应物生成.对复合材料的硬度进行了测试,发现原位合成增强相的引入显著提高了复合材料的HB硬度.(ZrB2 Al3Zr)/ZL101原位复合材料的主要强化机制为细晶强化、固溶强化和弥散强化.     

(ZrB2+Al3Zr)/ZL101原位复合材料正交实验研究

采用原位反应法制备了原位（ZrB2＋Al3Zr）／ZL101复合材料,通过正交实验分析确定了其最佳成分,测试了复合材料的力学性能,并对该材料进行了显微金相分析和透射电子显微分析。研究结果表明,与ZL101材料相比,（ZrB2＋Al3Zr）／ZL101原位复合材料在其最佳成分配比下,强度提高了35．5％,伸长率提高了12．2％,布氏硬度提高了25．5％;原位复合材料中增强相ZrB2为粒状,Al3Zr为长棒状,两相均匀分布于基体晶粒内部,且与α-Al的界面结合良好;热处理后,原位复合材料中的共晶硅以粒状形态均匀分布于基体中。     

(ZrB2+Al3Zr)/ZL101原位复合材料的力学性能与断裂行为

采用原位反应法制备（ZrB2＋Al3Zr）／ZL101原位复合材料,测试了其室温力学性能,并通过SEM观察其原住拉伸过程中的裂纹形成、扩展直至断裂的全过程。结果表明,原位复合材料经热处理后,抗拉强度、伸长率以及布氏硬度分别比基体提高了35．5％、12．2％、25．5％。原位拉伸研究表明：裂纹主要在共晶Si、断裂颗粒和内部原始缺陷处形核,整个裂纹的生长过程是,在主裂纹前端应力集中区内多个微裂纹形核、长大,相互连结,然后汇集到和主应力垂直方向上,形成宏观裂纹。