原位自生复合材料微观组织和力学性能

来源：金属热处理 【在线投稿】栏目：期刊导读时间：2021-03-17

采用混合盐反应法制备TiB₂含量分别为0%,2%,5%,8%（质量分数,下同）的TiB₂/Al-4.5Cu复合材料,T6热处理后,采用XRD,ICP,OM,SEM,EDS等测试手段和室温拉伸实验进行微观组织观察和力学性能测试。XRD和ICP测试证实,合金体系中仅含α-Al,Al₂Cu及TiB₂,无Al₃Ti,Al₂B等反应中间产物。OM和SEM发现,基体材料中α-Al平均晶粒尺寸为167.5μm,而在2%,5%,8%的TiB₂/Al-4.5Cu中,其平均晶粒尺寸依次为110.4,87.2,75.2μm,晶粒细化效果显著。TEM观察发现,TiB₂颗粒主要分布在晶界处,呈四方和六方结构。室温拉伸实验表明,随着TiB₂含量的增加,强度、显微硬度值均呈增加趋势,但伸长率不断下降。当加入8%TiB₂时,屈服强度、抗拉强度、弹性模量和显微硬度分别达到356 MPa,416 MPa,92.5 GPa和96.5HV,但其伸长率从10.3%降低到4.3%。载荷传递强化、细晶强化、位错增殖强化是TiB₂/Al-4.5Cu复合材料力学性能得以大幅提升的影响因素,尤其是在位错增殖强化作用下,TiB₂颗粒周边致密分布的位错胞、位错环对强度的提升起到了决定性作用。