TiB2P/Al复合材料的显微组织及室温拉伸性能的研究

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本文采用压力浸渗法制备了体积分数为27%、33%和40%的TiB2P/6061Al复合材料和TiB2P /2024Al复合材料,对复合材料进行热挤压加工。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉伸试验等多种分析测试手段对复合材料的微观组织、力学性能进行了系统的研究,探讨了增强体含量、热处理工艺对热挤压前后复合材料力学性能的影响。研究表明:TiB2颗粒在基体中的分布随着颗粒体积分数的增加而趋于均匀。挤压后复合材料组织致密,颗粒分布均匀。TEM观察表明,TiB2颗粒与基体合金界面结合状况良好,有轻微的界面反应,TiB2颗粒附近基体中存在由热错配产生的位错;热挤压可明显细化基体晶粒,挤压后的晶粒尺寸为13μm,TiB2P/6061Al复合材料的时效析出相为β′相;TiB2P/2024Al复合材料的时效析出相为S′相,且后者的时效后析出相细小弥散。压力浸渗法制备的TiB2P/6061Al和TiB2P/2024Al复合材料的抗拉强度、屈服强度和弹性模量均随TiB2颗粒体积分数的增加而获得提高,TiB2P/2024Al复合材料的抗拉强度在380MPa至550MPa之间,体积分数40%的TiB2P/2024Al的抗拉强度可达550MPa,经热挤压之后,复合材料的力学性能获得进一步的提高,TiB2P/2024Al复合材料的抗拉强度在410MPa至580MPa之间,体积分数40%的TiB2P/2024Al挤压热处理之后的抗拉强度可达580MPa以上。而复合材料的延伸率随着颗粒体积分数的增加逐步下降,挤压后复合材料的延伸率还是随着颗粒体积分数的增加而下降,但较挤压之前有很大提高,尤其是体积分数40%的TiB2P/6061Al的延伸率较挤压前提高了100%。三种体积分数TiB2P/6061Al复合材料和TiB2P /2024Al复合材料断口分析表明,复合材料的断裂方式为微观上基体铝合金的韧性断裂特征,且随着体积分数的增加,复合材料体积分数的提高,由宏观上的塑性断裂转变为脆性断裂的特征。
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