Al-Ti-C中間合金TiC尺度分布及其界面富Ti過渡區(qū)形成機(jī)制的研究.pdf

1、本文利用X射線衍射儀(XRD)、光學(xué)顯微鏡(OM)、透射電鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)及場(chǎng)發(fā)射掃面電子顯微鏡(FESEM)等測(cè)試手段對(duì)Al-Ti-C中間合金中TiC粒子尺寸分布的影響因素及其界面富Ti過渡區(qū)的形成機(jī)制進(jìn)行了研究。
　　 本文的主要研究工作如下：
　　 (1)Al-Ti-C中間合金制備過程中，隨熔煉溫度升高和保溫時(shí)間延長，TiC粒子的尺寸有增大的趨勢(shì)。分析后認(rèn)為，小尺寸的TiC粒子在高溫下發(fā)生溶解，使熔

2、體中C濃度逐漸提高。在降溫過程中，過飽和的C原子會(huì)與Ti原子結(jié)合，在已生成的TiC粒子表面析出，使TiC粒子進(jìn)一步長大。
　　 另外，隨溫度的降低，原子擴(kuò)散能力的減弱，部分溶解的C原子和Ti原子難以有效擴(kuò)散至附近的TiC粒子表面之上，兩者會(huì)重新結(jié)合以亞微米級(jí)TiC粒子的形式析出。因此，高溫熔煉條件下冷卻得到的Al-Ti-C中間合金中含有一定量亞微米級(jí)TiC。如在1700℃條件下，TiC粒子尺度的兩極分化現(xiàn)象突出。
　　

3、(2)1300℃和1700~C下制備的Al-Ti-C中間合金都能提高ZL203的抗拉性能。但是兩者對(duì)ZL203合金的強(qiáng)化效果存在較大差異。加入1300℃下制備的Al-Ti-C中間合金后，ZL203的抗拉強(qiáng)度得到明顯提高，當(dāng)加入量為1.0％時(shí)，抗拉性能可達(dá)到245MPa。相比而言，1700℃下得到的Al-Ti-C中間合金對(duì)ZL203的影響更加明顯，當(dāng)加入量為0.4％時(shí)，就可以使抗拉強(qiáng)度達(dá)到255MPa以上。這表明，1700℃溫度下制備的中

4、間合金中有效TiC粒子的數(shù)目更多，且粒子尺度的兩極分化，尺度較大粒子促進(jìn)異質(zhì)形核，亞微米粒子則發(fā)揮彌散強(qiáng)化效果，從而對(duì)ZL203合金發(fā)揮更好的強(qiáng)化效果。
　　 (3)從熱力學(xué)角度研究了TiCx粒子與熔體中Ti的平衡關(guān)系，并分析了TiCx中C含量與界面Ti濃度之間的聯(lián)系，從而計(jì)算得到了不同TiCx粒子界面處Ti的濃度分布。結(jié)果表明，在平衡狀態(tài)下，當(dāng)TiCx中C含量較低時(shí)，Ti平衡的驅(qū)動(dòng)力會(huì)使Ti原子在TiCx表面富集，形成富Ti過