添加Cu对机械合金化Al-Ti-O原位复合材料显微组织演变和硬化的影响

摘要

研究添加5%Cu和2%(质量分数)硬脂酸(工艺控制剂,PCA)的Al-5%Ti O2(质量分数)复合材料在机械合金化和后续加热过程中显微组织的形成和强化。采用高能球磨法制备粉末复合材料,球磨时间长达10 h。用激光熔融对单线轨的粉末进行处理。利用光学和扫描电镜、X射线衍射分析技术和差示扫描量热法研究其显微组织演变。结果表明,Cu的加入能促进铝与Ti O2在球磨过程中的有效机械合金化,使粉末具有更高的显微硬度(高达HV 290);而PCA的效果恰恰相反。在这两种情况下,都形成了均匀分布的Ti O2复合颗粒。机械合金化材料的后续加热导致Ti O2与铝的放热反应,使得含Cu材料的开始反应温度变得更低,从固态开始发生转变。此外,激光熔融后含Cu材料具有更加分散和均匀的结构,有利于提高其显微硬度。