机械球磨Al-10%Ti粉末的组织和热稳定性.pdfVIP

第34卷 第3期 稀有金属材料与工程 Vbl．34．No．3 AND 2005年 3月 RAREMETAL～¨L1ER认LSENGD旺ERDJG ～【arch2005 机械球磨A1．10％Ti粉末的组织和热稳定性 陈新亮，吴 萍，赵 慈，李志青，姜恩永 (天津大学先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室，天津300072) 摘要：研究了机械球磨方法制备的A1．10％Ti混合粉末的组织和热稳定性。结果表明：在球磨作用下，Al，Ti粉末的 颗粒尺寸得到有效细化，并且球磨时间越长，Al／Ti粉末储备能量越大，生成A1．Ti金属间化合物所需的反应激活能越 低，内能的增加和扩散能力的提高是由于机械球磨导致了大量的晶格缺陷；A1．10％Ti混合粉末反应烧结后相互扩散形 成的最终产物是D022．A13Ti。 关键词：机械球磨；Al厂ri粉末；晶格缺陷；金属间化合物；扩散 中图法分类号：TGl46．2 文章标识码：A 文章编号：1002．185x(2005)03．0443．04 1 引 言 2实验材料及方法 A1．Ti金属间化合物具有轻质(密度小)、熔点高、 强度大、抗蠕变和抗氧化能力强的性能，被认为是1 种极具应用潜力的新型航空航天结构材料[卜4】。A1．Ti10％Ti)混合，加入2％的硬酯酸，防止球磨过程中粉 3种基本 系金属间化合物主要存在A13Ti，TiAl，Ti3Al末粘结。实验在室温下ML．1型微粒球磨机中进行， mm～15 结构，其中富铝成分的A13Ti，密度为3．3 磨球为玛瑙球，直径10 mm，球料(质量比) g／cm3，熔点 高达l350℃，弹性模量大约为216GPa，抗氧化性好， 15：1，固态反应烧结在Ar气保护下进行。 明显超过其他同类合金。但此类金属间化合物室温延 x射线衍射分析在Rigaku 性和韧性差，一直是阻碍其实际应用的最大缺陷【5’6】。 显微组织是影响室温力学性能的主要因素，具有均匀 STE．200分析，加速电压 分利用扫描电镜Cambridge 20．0 细小的显微组织是该类合金获得较好室温延性的前 kV，粉末试样用环氧树脂固定，再经喷金处理； 提【71。TiAl的制取工艺常采用真空熔炼，需要液相温日本理学标准型DTA分析仪用以分析粉末的储存能和 度以上，铸锭晶粒较粗大，易于产生裂纹，且成分偏 热稳定性，Ar气保护，升温速率为20℃／min。另外， 析比较大【8】；粉末冶金易于直接成型，有效细化组织 和控制粉末尺寸，减少加工，降低成本，故近年来采 3结果和分析 用粉末方法来制备金属间化合物【91。机械球磨【m161是 1种固态粉末加工新技术，最初用于制造氧化物弥散 3．1球磨对Al／Ti粉末组织的影响 强化的Ni．和Fe．基超耐热合金，并在航空航天工业获 3．1．1 XRD结果 得应用【171。近些年来，它作为非平衡加工技术用来制 图l是在不同球磨时间Al，Ti元素混合粉末的x h 造传统工艺难以获得的材料，如超饱和固溶体，金属 射线衍射谱。从图1分析可知，Al，Ti混合粉末经90 间化合物，非晶相，纳米材料和准晶材料等。另外，它