TiB 2 含量对TiB 2 /Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cu复合材料微观组织与力学性能的影响
发布时间：2021-07-10 12:18
利用高能球磨结合放电等离子体烧结和热挤压工艺,制备出TiB2/Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cu复合材料。通过X射线衍射、扫描电镜和透射电镜表征以及拉伸力学性能测试,研究TiB2颗粒添加量对复合材料微观组织和力学性能的影响。结果表明:高能球磨诱导TiB2陶瓷颗粒形貌从多边形转变为近球形;随着TiB2含量从2%增加到10%（体积分数）,铝基体晶粒逐渐细化,析出相含量减少,复合材料抗拉强度、屈服强度和弹性模量分别由381MPa、231 MPa和78 GPa增加到679 MPa、645 MPa和96 GPa,伸长率从5.2%下降到1.0%;细晶强化和弥散颗粒强化为复合材料的主要强化机制。
【文章来源】：中国有色金属学报. 2020,30(06)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
TiB2/Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cu复合材料挤压棒XRD谱
第30卷第6期李京京，等：TiB2含量对TiB2/Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cu复合材料微观组织与力学性能的影响1223图2材料制备流程示意图Fig.2Flowchartofexperiment图3拉伸试样示意图Fig.3Schematicdiagramsoftensilesamples:(a)Sizeoftensilespecimen;(b)Three-dimensionaldrawingoftensilespecimen2结果和讨论图4所示为TiB2/Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cu复合材料的XRD谱。对照PDF卡片分析发现，在2θ为38.5°、44.8°、65.3°、78.5°和82.7°的位置有面心立方Al的衍射峰出现，在2θ为27.7°、34.2°、57.2°、61.33°、68.5°和88.7°的位置有密排六方TiB2的衍射峰出现。进一步观察发现，随着TiB2含量增加，TiB2衍射峰相对强度增加，并且Al衍射峰出现宽化，表明铝合金基体晶粒发生细化。此外，并未发现MgZn2析出相衍射峰出现。图5所示为TiB2/Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cu复合材料挤压棒横截面SEM形貌及其对应的TiB2颗粒尺寸分布。如图5(a)~(c)所示，当添加的TiB2体积分数为2%时，颗粒出现了一定程度的偏聚。随着TiB2含量的增加，颗粒分布的均匀性增加。基于NanoMeasurer软件对三种样品中TiB2颗粒尺寸统计结果，绘制TiB2颗粒尺寸分布图，如图5(a′)~(c′)所示。可以看出TiB2图4TiB2/Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cu复合材料挤压棒XRD谱Fig.4X-raydiffractionpatternofextrudedTiB2/Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cucompositerods颗粒尺寸主要分布在0.2~1.4μm之间，其平均尺寸分别为537nm、569nm
第30卷第6期李京京，等：TiB2含量对TiB2/Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cu复合材料微观组织与力学性能的影响1223图2材料制备流程示意图Fig.2Flowchartofexperiment图3拉伸试样示意图Fig.3Schematicdiagramsoftensilesamples:(a)Sizeoftensilespecimen;(b)Three-dimensionaldrawingoftensilespecimen2结果和讨论图4所示为TiB2/Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cu复合材料的XRD谱。对照PDF卡片分析发现，在2θ为38.5°、44.8°、65.3°、78.5°和82.7°的位置有面心立方Al的衍射峰出现，在2θ为27.7°、34.2°、57.2°、61.33°、68.5°和88.7°的位置有密排六方TiB2的衍射峰出现。进一步观察发现，随着TiB2含量增加，TiB2衍射峰相对强度增加，并且Al衍射峰出现宽化，表明铝合金基体晶粒发生细化。此外，并未发现MgZn2析出相衍射峰出现。图5所示为TiB2/Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cu复合材料挤压棒横截面SEM形貌及其对应的TiB2颗粒尺寸分布。如图5(a)~(c)所示，当添加的TiB2体积分数为2%时，颗粒出现了一定程度的偏聚。随着TiB2含量的增加，颗粒分布的均匀性增加。基于NanoMeasurer软件对三种样品中TiB2颗粒尺寸统计结果，绘制TiB2颗粒尺寸分布图，如图5(a′)~(c′)所示。可以看出TiB2图4TiB2/Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cu复合材料挤压棒XRD谱Fig.4X-raydiffractionpatternofextrudedTiB2/Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cucompositerods颗粒尺寸主要分布在0.2~1.4μm之间，其平均尺寸分别为537nm、569nm
【参考文献】：
期刊论文
[1]Aging Behavior of Nano-SiC/2014Al Composite Fabricated by Powder Metallurgy and Hot Extrusion Techniques[J]. Zhiguo Wang,Chuanpeng Li,Huiyuan Wang,Xian Zhu,Min Wu,Jiehua Li,Qichuan Jiang. Journal of Materials Science & Technology. 2016(10)
[2]高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的凝固态显微组织[J]. 滕海涛,熊柏青,张永安,刘红伟,贺昕. 中国有色金属学报. 2015(04)
[3]TiB2颗粒对7075铝合金流变成形显微组织的影响[J]. 甘贵生,杨滨,杜长华,甘树德. 中南大学学报(自然科学版). 2014(12)
[4]TiB2/7075铝基复合材料流变挤压成形工艺[J]. 甘贵生,杨滨. 中国有色金属学报. 2014(05)
[5]高能球磨法制备的碳纳米管增强铝基复合材料的微观组织和力学性能[J]. 许世娇,肖伯律,刘振宇,王文广,马宗义. 金属学报. 2012(07)
[6]颗粒增强铝基复合材料研究与应用发展[J]. 樊建中,石力开. 宇航材料工艺. 2012(01)
[7]金属基复合材料的现状与发展趋势[J]. 张荻,张国定,李志强. 中国材料进展. 2010(04)
[8]原位自生TiB2/7055复合材料的组织与力学性能[J]. 张建平,乐永康,毛建伟. 特种铸造及有色合金. 2009(03)
[9]Mechanical Properties and Microstructure of In Situ TiB2-7055 Composites[J]. CHEN dong,LE Yong-kang,BAI Liang,MA Nai-heng,LI Xian-feng,WANG Hao-wei* The State Key laboratory of Metal Matrix Composites,Shanghai JiaoTong University,Shanghai 200030,China. Chinese Journal of Aeronautics. 2006(S1)
本文编号：3275900
【文章来源】：中国有色金属学报. 2020,30(06)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
TiB2/Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cu复合材料挤压棒XRD谱
第30卷第6期李京京，等：TiB2含量对TiB2/Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cu复合材料微观组织与力学性能的影响1223图2材料制备流程示意图Fig.2Flowchartofexperiment图3拉伸试样示意图Fig.3Schematicdiagramsoftensilesamples:(a)Sizeoftensilespecimen;(b)Three-dimensionaldrawingoftensilespecimen2结果和讨论图4所示为TiB2/Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cu复合材料的XRD谱。对照PDF卡片分析发现，在2θ为38.5°、44.8°、65.3°、78.5°和82.7°的位置有面心立方Al的衍射峰出现，在2θ为27.7°、34.2°、57.2°、61.33°、68.5°和88.7°的位置有密排六方TiB2的衍射峰出现。进一步观察发现，随着TiB2含量增加，TiB2衍射峰相对强度增加，并且Al衍射峰出现宽化，表明铝合金基体晶粒发生细化。此外，并未发现MgZn2析出相衍射峰出现。图5所示为TiB2/Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cu复合材料挤压棒横截面SEM形貌及其对应的TiB2颗粒尺寸分布。如图5(a)~(c)所示，当添加的TiB2体积分数为2%时，颗粒出现了一定程度的偏聚。随着TiB2含量的增加，颗粒分布的均匀性增加。基于NanoMeasurer软件对三种样品中TiB2颗粒尺寸统计结果，绘制TiB2颗粒尺寸分布图，如图5(a′)~(c′)所示。可以看出TiB2图4TiB2/Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cu复合材料挤压棒XRD谱Fig.4X-raydiffractionpatternofextrudedTiB2/Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cucompositerods颗粒尺寸主要分布在0.2~1.4μm之间，其平均尺寸分别为537nm、569nm
第30卷第6期李京京，等：TiB2含量对TiB2/Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cu复合材料微观组织与力学性能的影响1223图2材料制备流程示意图Fig.2Flowchartofexperiment图3拉伸试样示意图Fig.3Schematicdiagramsoftensilesamples:(a)Sizeoftensilespecimen;(b)Three-dimensionaldrawingoftensilespecimen2结果和讨论图4所示为TiB2/Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cu复合材料的XRD谱。对照PDF卡片分析发现，在2θ为38.5°、44.8°、65.3°、78.5°和82.7°的位置有面心立方Al的衍射峰出现，在2θ为27.7°、34.2°、57.2°、61.33°、68.5°和88.7°的位置有密排六方TiB2的衍射峰出现。进一步观察发现，随着TiB2含量增加，TiB2衍射峰相对强度增加，并且Al衍射峰出现宽化，表明铝合金基体晶粒发生细化。此外，并未发现MgZn2析出相衍射峰出现。图5所示为TiB2/Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cu复合材料挤压棒横截面SEM形貌及其对应的TiB2颗粒尺寸分布。如图5(a)~(c)所示，当添加的TiB2体积分数为2%时，颗粒出现了一定程度的偏聚。随着TiB2含量的增加，颗粒分布的均匀性增加。基于NanoMeasurer软件对三种样品中TiB2颗粒尺寸统计结果，绘制TiB2颗粒尺寸分布图，如图5(a′)~(c′)所示。可以看出TiB2图4TiB2/Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cu复合材料挤压棒XRD谱Fig.4X-raydiffractionpatternofextrudedTiB2/Al-3.8Zn-1.85Mg-1.32Cucompositerods颗粒尺寸主要分布在0.2~1.4μm之间，其平均尺寸分别为537nm、569nm
【参考文献】：
期刊论文
[1]Aging Behavior of Nano-SiC/2014Al Composite Fabricated by Powder Metallurgy and Hot Extrusion Techniques[J]. Zhiguo Wang,Chuanpeng Li,Huiyuan Wang,Xian Zhu,Min Wu,Jiehua Li,Qichuan Jiang. Journal of Materials Science & Technology. 2016(10)
[2]高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的凝固态显微组织[J]. 滕海涛,熊柏青,张永安,刘红伟,贺昕. 中国有色金属学报. 2015(04)
[3]TiB2颗粒对7075铝合金流变成形显微组织的影响[J]. 甘贵生,杨滨,杜长华,甘树德. 中南大学学报(自然科学版). 2014(12)
[4]TiB2/7075铝基复合材料流变挤压成形工艺[J]. 甘贵生,杨滨. 中国有色金属学报. 2014(05)
[5]高能球磨法制备的碳纳米管增强铝基复合材料的微观组织和力学性能[J]. 许世娇,肖伯律,刘振宇,王文广,马宗义. 金属学报. 2012(07)
[6]颗粒增强铝基复合材料研究与应用发展[J]. 樊建中,石力开. 宇航材料工艺. 2012(01)
[7]金属基复合材料的现状与发展趋势[J]. 张荻,张国定,李志强. 中国材料进展. 2010(04)
[8]原位自生TiB2/7055复合材料的组织与力学性能[J]. 张建平,乐永康,毛建伟. 特种铸造及有色合金. 2009(03)
[9]Mechanical Properties and Microstructure of In Situ TiB2-7055 Composites[J]. CHEN dong,LE Yong-kang,BAI Liang,MA Nai-heng,LI Xian-feng,WANG Hao-wei* The State Key laboratory of Metal Matrix Composites,Shanghai JiaoTong University,Shanghai 200030,China. Chinese Journal of Aeronautics. 2006(S1)
本文编号：3275900
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