TiB2顆粒對(duì)鋁基復(fù)合材料變形過(guò)程的影響.pdf

1、原位自生 TiB2顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，由于其優(yōu)異的性能在航空、航天等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用和關(guān)注，如高強(qiáng)度、高模量和高硬度等等。上海交大特種材料研究中心自“十五”和“十一五”期間一直開(kāi)展原位自生顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的研究工作，取得了創(chuàng)新性的成果，成功制備得到了微納米級(jí)的TiB2增強(qiáng)顆粒。眾所周知，材料的微觀組織是影響其力學(xué)性能的決定性因素，然而國(guó)內(nèi)外對(duì)于 TiB2顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料變形機(jī)制以及復(fù)合材料變形過(guò)程中的微觀組織結(jié)構(gòu)演變情況的

2、研究還不太深入。因此，本論文對(duì)分別冷軋至60％，75%，90%和95%的四種5%TiB2顆粒增強(qiáng)純鋁基復(fù)合材料進(jìn)行了詳細(xì)的微觀組織表征和力學(xué)性能測(cè)試，以探索出復(fù)合材料的微觀組織演變情況和變形機(jī)制，為在工程領(lǐng)域提高材料的強(qiáng)度提供理論指導(dǎo)。
　　采用掃描電鏡、EBSD和中子衍射等技術(shù)對(duì)四個(gè)不同變形量的TiB2/Al復(fù)合材料進(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果表明：1. TiB2/Al復(fù)合材料中微納TiB2顆粒分布呈現(xiàn)高密度富集在晶界和低密度彌散均

3、勻分布在晶內(nèi)兩種形態(tài)。富集在晶界的TiB2顆粒會(huì)促進(jìn)大角度晶界的形成，而彌散均勻分布微納 TiB2顆粒會(huì)阻礙位錯(cuò)和晶界的移動(dòng)，使復(fù)合材料中晶界的形成相比于鋁合金更困難。2.微納TiB2顆粒富集區(qū)應(yīng)力分布集中，在變形過(guò)程中會(huì)促進(jìn)再結(jié)晶的形核，然而彌散分布的微納 TiB2顆粒會(huì)阻礙位錯(cuò)和晶界的運(yùn)動(dòng)，限制了再結(jié)晶晶粒的長(zhǎng)大，從而形成小的再結(jié)晶晶粒。3.變形后的TiB2/Al復(fù)合材料中的晶粒尺寸相差極大，其中直徑<2μm的晶粒占晶?？倲?shù)的90%

4、以上，卻僅占面積的22%以下，集中分布在TiB2顆粒富集區(qū)周?chē)?，這部分晶粒由變形小晶粒和再結(jié)晶小晶粒共同構(gòu)成；而直徑>2μm的晶粒占總數(shù)的10%以下，卻占據(jù)有78%以上的面積。4. TiB2/Al復(fù)合材料中的織構(gòu)體積分?jǐn)?shù)和織構(gòu)銳度均低于鋁合金，說(shuō)明微納 TiB2顆粒對(duì)位錯(cuò)的滑移和晶粒的轉(zhuǎn)動(dòng)有阻礙作用，使復(fù)合材料的織構(gòu)弱化。5.在冷軋變形過(guò)程中，彌散分布的微納TiB2顆粒會(huì)隨著周?chē)匿X基體轉(zhuǎn)動(dòng)而一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
　　通過(guò)室溫單相拉伸試驗(yàn)對(duì)