论文部分内容阅读
颗粒增强铝基复合材料由于其高比强度、高比刚度、低热膨胀系数、良好的热稳定性等特点,被逐渐地应用于各个重大领域。但是颗粒加入后往往会在铝基体中出现偏聚现象,材料的组织也因此变得不均匀,继而导致材料的性能发生改变,严重时甚至会使材料因应力集中而发生断裂。颗粒的偏聚及其颗粒本身物理化学性质不仅会改变材料的力学性能,也会对材料的其他性能产生不同的影响,比如材料的耐蚀性。因此,本课题以TiB2（p）/ZL205复合材料为研究对象,通过热分析、SEM、XRD和电化学测试等手段探究TiB2颗粒含量及La含量对铸态和T6态下复合材料组织和性能的影响。通过热分析结果可知,随着TiB2颗粒含量的增多,初晶α-Al的析出温度明显升高,复合材料的凝固速度变慢,但TiB2颗粒含量为10%时,其凝固速度反而又加快。θ相的析出温度随着颗粒的增多而降低,同时析出量也减少。向10%TiB2（p）/ZL205复合材料添加不同含量La并进行热分析,结果表明La的增加降低了复合材料的凝固速度,减少了θ相的析出量,并且凝固过程中出现了Al2.12La0.88稀土相,且在La含量增大到0.4%之后,还有新相生成,推测为AlxCuyLaz三元稀土相。对复合材料进行SEM观察,发现TiB2颗粒主要偏聚在晶界处并与θ相等析出相形成颗粒团聚物,且颗粒越多,其偏聚程度越严重。T6热处理后,其颗粒偏聚的现象并没有太大的改变。而在向10%TiB2（p）/ZL205复合材料中加入La后,TiB2颗粒的偏聚现象得以改善,颗粒团聚物的尺寸也逐渐变小。但当La添加到0.4%后,弥散的颗粒再次发生团聚。而在T6热处理后,可以看到La含量越多,TiB2颗粒越弥散,其颗粒并没有因为La含量过大而再次发生偏聚。将复合材料试样浸入在3.5%NaCl溶液中60天,观察其腐蚀后表面形貌。可以看到复合材料的腐蚀类型主要是点蚀和晶间腐蚀,在铸态下晶间腐蚀的形状主要为裂纹状,而在T6态下,晶间腐蚀的形状为质点状腐蚀坑洞且数量变少,因此热处理后复合材料的耐蚀性得到提高。但无论在铸态还是T6态下,试样的腐蚀程度均随着TiB2颗粒的增多而变得更严重。而在10%TiB2（p）/ZL205复合材料中加入La后,La缩小了贫Cu区的范围从而间接的减少了晶间腐蚀的数量。同时La改善了TiB2颗粒的偏聚问题,弥散的颗粒阻碍了腐蚀在基体内部的蔓延,从而提高了材料的耐蚀性。对所有复合材料试样进行洛氏硬度测试,发现无论在铸态下还是T6态下,随着颗粒的增多,复合材料的硬度均随之增大。但复合材料中TiB2颗粒越多,其在热处理后复合材料硬度提高的效果越小。对于未加颗粒的ZL205合金,在T6态下硬度为50.92,比铸态下的硬度值23.25提高了118.92%;而对于颗粒含量为10%的复合材料,其T6态下硬度为66.25,只比铸态下的硬度（46.55）只提高了42.32%。对于La添加10%TiB2（p）/ZL205复合材料,随着La的增加,其在铸态和T6态下的硬度均有小的提升,热处理后比铸态下提升了43%左右。TiB2（p）/ZL205复合材料电化学测试的结果表明,随着TiB2颗粒的增加复合材料的icorr随之变大,未加颗粒的ZL205合金的icorr为1.504E-6A/cm2,而颗粒含量为10%时,其icorr为1.624E-5A/cm2,与未加颗粒的ZL205合金相比增大了一个数量级,说明材料的腐蚀速率变大大,耐蚀性变差。而对于La添加10%TiB2（p）/ZL205复合材料,La的添加量越大,其icorr值越小。在La添加到0.6%时,其icorr值从1.624E-5A/cm2减小到4.684E-6A/cm2,所以复合材料的耐蚀性随La含量的增多而变好。且在相同TiB2颗粒含量或La含量下,热处理后复合材料的icorr均比铸态下的要小一些,因此热处理也能提高了材料的耐蚀性。