活塞用原位TiB2/Al-12Si復(fù)合材料的制備工藝優(yōu)化設(shè)計

1.54萬字 33頁 原創(chuàng)作品，獨家提交，已通過查重系統(tǒng)


摘要 本文采用原位反應(yīng)法成功制備了TiB2p/Al-12Si復(fù)合材料，并利用SEM、X-射線衍射分析等多種現(xiàn)代分析測試手段，分析了該種材料的顯微組織，基體材料特性，增強體特征，測試了復(fù)合材料的力學(xué)性能和磨損性能，并分析了相關(guān)的機理。
實驗表明：隨著Ti含量的增加，Al-12Si合金中初生硅顆粒尺寸長大，從小的多面體長成分枝形態(tài)。當(dāng)Ti加入量為5wt.%時，初生硅的大小和形貌基本保持穩(wěn)定。通過組織研究和DSC測試。本文主要以Al-12Si為基體，以K2TiF6、KBF4為反應(yīng)物，采用原位法制備TiB2p/Al-12Si復(fù)合材料，并完善了制備工藝；借助現(xiàn)代分析和測試手段，研究了材料的組織，顆粒大小分布形貌，顆粒在基體中的微觀結(jié)構(gòu)，力學(xué)性能，磨損性能等，進一步推動該材料的實用化。
一般變質(zhì)初生硅會采用Cu-P變質(zhì)劑，但是Cu-P變質(zhì)劑對共晶硅的變質(zhì)效果不太理想，加入稀土元素則可細(xì)化共晶硅，因此本文將采用Cu-P和Ce復(fù)合變質(zhì)的方法變質(zhì)初生硅，以達到細(xì)化初生硅的目的，優(yōu)化材料的性能。
力學(xué)性能實驗結(jié)果表明：通過原位反應(yīng)法制備的TiB2p/Al-12Si復(fù)合材料的力學(xué)性能較基體合金材料有了較大的提高，隨著增強顆粒體積分?jǐn)?shù)的增加，復(fù)合材料的強度提高，伸長率降低，當(dāng)顆粒體積分?jǐn)?shù)達到11 vol.%時，復(fù)合材料的強度提高到192.4MPa，較基體上升了，而伸長率下降到1.3%。TiB2p/Al-12Si復(fù)合材料的斷裂方式主要為解理斷裂。

關(guān)鍵詞：原位反應(yīng) ；TiB2顆粒 ；Al-12Si基復(fù)合材料 ；力學(xué)性能 ；磨損性能