Al3Ti/7075铝基复合材料固溶处理工艺研究
发布时间:2013-11-21 05:53
作者:互联网
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7XXX系
铝合金是一种可以进行
热处理强化的
合金,通过选择合理的
热处理
工艺可以很好地
改善合
金的组织及提高材料的
硬度、
强度和断裂韧能,扩展其使用
范围。原位反应法制备的
金属基复合材料是近几年来发展较快的复合材料制备方法工艺之一。该技术增强相与基体
界面结合强度高,增强相的大小和数量可控,
成本低,工艺简单,制备出的材料性能稳定,引起了人们普遍重视和研究。但是迄今采用这种工艺制备的增强相多为TiC、TiB2、Al2O3等
陶瓷颗粒,有关金属间化合物颗粒的研究较少。本实验制备的
铝基复合材料是以7075铝合金为基体,通过原位反应制备Al3Ti为增强相的铝基复合材料。其中Al3Ti含Ti量较低,容易原位反应生成,
密度小、
熔点高、耐氧化,是十分理想的原位增强体材料。对原位制备的铝基复合材料进行
固溶和
时效处理,再观察其显微组织和显微硬度的变化。由于7075铝合金里包含其他金属元素,除了铝外还存在
锌和
镁与铝形成的第二相,
需要通过XRD分析确定第二相,为获得良好力学性能铝基复合材料提供合理的依据。制备铝基复合材料所用基体为7075高强铝合金,其化学成分(质量分数,%)为:5.7Zn,2.5Mg,1.8Cu,0.2Cr,≤0.15Mn,≤0.15Fe,<0.15Si,余为Al。7075铝合金液相线635℃,固相线477℃,将基体合金放入
石墨坩埚内加热至
熔化。将预处理好的Ti粉、冰晶
石(两种粉末均为0.5%的基体质)放置在自制容器里搅拌均匀,当温度升至880℃时,将混合均匀的上述粉末用
锡纸包好加入到熔体中。盖好炉盖保温5~10min,然后搅拌10~15min,
冷却至760℃除渣,浇注到金属
模具中,冷却后取样。在棒状铝基复合材料截取一些小段,根据实验方案对试样进行两部分实验。首先对试样分别在450、460、470、480、490和500℃固溶1h;然后对试样在前面得出的最优温度(480℃)下进行固溶处理,时间分别为5h和7h。Al3Ti/7075的最佳固溶处理制度为480℃×5h。在此热处理制度下显微硬度达到最大值68.72HV。铸态Al3Ti/7075复合材料平衡状态组织主要为α-Al、Al3Ti、析出第二相MgZn2。升高温度是减少第二相颗粒的决定性因素,但温度过高会造成
再结晶晶粒长大。复合材料经T6人
工时效后显微硬度达到83.46HV。(榕霖)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。