在Al-Ti-Cu-Co合金中通过火花等离子体烧结工艺进行受管制的相位分离
Seulgee Lee1, Chayanaphat Chokradjaroen2, Yasuyuki Sawada3
1Department of Chemical Systems Engineering, Graduate School of Engineering, Nagoya University, Furo-cho, Chikusa-ku, Nagoya 464-8603, Japan.
Materials (Basel, Switzerland)
|January 23, 2024
概括
这项研究开发了具有增强机械强度的轻质Al-Ti-Cu-Co合金. 增加球磨时间减少了颗粒大小,提高了硬度,并抑制了新型合金中的脆性断裂.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 金工业是金工业的一个方面.
- 合金开发 合金开发
背景情况:
- 开发具有高机械强度的轻质合金对于先进的应用至关重要.
- 基于- (Al-Ti) 的合金由于其低密度和高点而具有潜力.
- 控制微观结构是优化多元合金机械性能的关键.
研究的目的:
- 为了创建具有优越机械强度的轻量级Al-Ti-Cu-Co多元件合金.
- 通过行星球磨削来研究颗粒大小减小对合金性能的影响.
- 了解相位分离及其对硬度和断裂行为的影响.
主要方法:
- 星球球磨法用于减少Al-Ti-Cu-Co金属粉末的颗粒度.
- 用火花等离子烧结 (SPS) 来巩固磨粉的粉末.
- 对烧结合金进行了微结构分析和硬度测试 (HV).
主要成果:
- 颗粒大小随着球磨时间的增加而减少 (从6.6μm降至3.2μm).
- 火花等离子烧结诱导了微相分离,形成一个富含Cu的相与纳米级富含Ti的沉物.
- 硬度随着细颗粒大小显著增加 (到791 HV),同时保持低密度 (5.8-5.9 g/cm3).
结论:
- 通过延长球磨削来减少颗粒大小可以增强扩散并改善机械性能.
- 阶段分离的微结构,包括 (Cu,Co) 2AlTi (L21) 和一个富含Cu的阶段与富含Ti (B2) 的沉物,有助于高硬度和性.
- 富含相的精细网络起到缓冲作用,防止脆碎的断裂并提高合金的整体性能.
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