Mg对原位自生TiB2/Al-4.5Cu复合材料微观组织及力学性能的影响

• 作者: 薛彦庆 郝启堂 李新雷 魏典 李博 余量量
• 来源期刊: 复合材料学报
• 关键词: TiB2/Al-4.5Cu复合材料 Mg 微观组织 硬度 力学性能
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 金属和陶瓷基复合材料|Metal and Ceramic Matrix Composite
• 页码范围: 1507-1516
• 页数: 10页
• 分类号: TB333|TG290.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20200814.003

摘要

采用Al-K2TiF6-KBF4混合盐原位自生反应法,制备了不同Mg质量分数的3wt％TiB2/Al-4.5Cu复合材料.采用SEM、TEM、HM硬度测试和室温拉伸等方法研究了 Mg含量和多级热处理对3wt％TiB2/Al-4.5Cu复合材料微观组织和力学性能的影响.微观组织观察发现:Mg质量分数为3wt％时,经过多级热处理后,TiB2颗粒的团聚现象明显改善,反应生成的TiB2颗粒平均尺寸约为130nm,基体内伴随有大量弥散分布的纳米级颗粒,且α-Al的晶粒尺寸也明显减小.力学测试结果表明:多级热处理后,3wt％TiB2/Al-4.5Cu复合材料的硬度和抗拉强度随Mg含量的增加而提高,但过量的Mg(≥4wt％)会造成TiB2颗粒细化效果下降.分析表明:Mg的加入能够降低TiB2/α-Al界面能,减少脆性相Al3Ti、Al2B的生成,并通过反应生成的MgAl2O4使界面结构变成TiB2/MgAl2O4/α-Al,从而有效抑制了 TiB2的团聚,改善了 TiB2颗粒与Al液界面的润湿性,提高了形核率,进一步细化了 α-Al晶粒尺寸.