D0I:10.13374/i.issnl001t03.2009.12.010 第31卷第12期 北京科技大学学报 Vol.31 No.12 2009年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dee.2009 TiC,/7075A1基复合材料半固态坯料二次加热组织 张复懿)刘慧敏，2) 刘丽) 1)内蒙古工业大学材料科学与工程学院，呼和浩特0100512)内蒙古新材料工程技术中心，呼和浩特010051 摘要利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和示差扫描量热法(DSC)研究了4.4%TiC,/7075Al基复合材料的二次加热 组织演变规律及其影响因素.结果表明：4.4%TiC,/7075基复合材料的最佳二次加热工艺参数是加热温度为590~610℃， 保温时间为10~20mi:4.4%TiC,/7075A1基复合材料在二次加热过程中具有较高的稳定性，随温度的升高和保温时间的延 长，球形晶粒尺寸增加较小：4.4%TiC,/7075A1基复合材料在600℃时的晶粒粗化速率常数为118.96m3g1,远小于7075 基体合金的晶粒粗化速率常数311.7m3s1,更加适宜于半固态触变成形. 关键词金属复合材料：半固态：触变成形：二次加热 分类号TB331 Reheated microstructures of semi-solid ingots of TiCp/7075Al composites ZHA NG Fuyi),LIU Hui-min2),LIU Li 1)School of Materials Science and Engineering.Inner Mongolia University of Technology.Hohhot 010051.China 2)New Materials Engineering Research Centre of Inner Mongolia.Hohhot 010051.China ABSTRACT The reheated microstructures and influencing factors of semi-solid ingots of 4.4%TiCp/7075 composites were investi- gated by SEM,TEM and DSC.The results show that the optimal remelted parameters of 4.4%TiCp/7075 composites are the re- molded temperature of 590 to 610C and the holding time of 10 to 20min.4.4%TiCp/7075 composites are of high stability during the remelting process and the size of spherical grains can hardly increase with the increase of temperature and holding time.The coars- ening velocity of grains in 4.4%TiC/7075 is118.6m which is less than 311.7mfor 7075 matrix alloy.and more suitable for semi-solid thixoforming KEY WORDS metal composites:semi-solid:thixoforming:reheating 作为新型的金属成形技术，半固态触变成形一 在喷射沉积7075铝合金的二次加热组织细化机理 般包括三道工序：坯料制备、二次加热（局部重熔）和 方面进行了深入的研究，并已获得了令人鼓舞的成 触变成形.二次加热是将半固态坯料加热至固一液 果，本文在此基础上，将原位反应与近液相线铸造 两相区并保温一定时间，使合金的部分组织发生演 法相结合，从而形成了一种较为新颖的颗粒增强铝 变、重熔，获得成形所需的适宜晶粒尺寸和形状，满 基复合材料制备方法一原位反应近液相线铸造 足后续的半固态触变成形的要求，在这一过程中， 法，并对采用该方法制备的4.4%TiC./7075Al基 普遍存在着晶粒长大的问题，导致二次加热组织内 复合材料半固态坯料进行二次加热实验，通过控制 晶粒尺寸偏大，对成形件的性能产生不良影响，因 二次加热工艺参数（如加热温度和保温时间）获得具 此严格控制二次加热工艺参数，研究二次加热过程 有合理固液相比例且均匀、圆整的半固态组织，重 中组织演变的规律是半固态触变成形技术的重要内 点研究原位TC颗粒在二次加热过程中对晶粒组 容 织演变规律的影响同，为获得适用于半固态触变成 北京科技大学张济山教授等对原位TC颗粒 形所需的二次加热组织提供理论与实验依据， 收稿日期：2009-03-16 基金项目：国家自然科学基金资助项目(N。·50661003) 作者简介：张复懿(1980一)，男，硕士研究生；刘慧敏(1972一)，女，教授，博士，E-mail:huimin-1@yahoo.cnTiCp／7075Al 基复合材料半固态坯料二次加热组织 张复懿1） 刘慧敏1‚2） 刘 丽1） 1） 内蒙古工业大学材料科学与工程学院‚呼和浩特010051 2） 内蒙古新材料工程技术中心‚呼和浩特010051 摘 要 利用扫描电镜（SEM）、透射电镜（T EM）和示差扫描量热法（DSC）研究了4∙4％TiCp／7075Al 基复合材料的二次加热 组织演变规律及其影响因素．结果表明：4∙4％TiCp／7075Al 基复合材料的最佳二次加热工艺参数是加热温度为590～610℃‚ 保温时间为10～20min；4∙4％TiCp／7075Al 基复合材料在二次加热过程中具有较高的稳定性‚随温度的升高和保温时间的延 长‚球形晶粒尺寸增加较小；4∙4％TiCp／7075Al 基复合材料在600℃时的晶粒粗化速率常数为118∙96μm 3·s －1‚远小于7075 基体合金的晶粒粗化速率常数311∙7μm 3·s －1‚更加适宜于半固态触变成形． 关键词 金属复合材料；半固态；触变成形；二次加热 分类号 TB331 Reheated microstructures of sem-i solid ingots of TiCp／7075Al composites ZHA NG Fu-yi 1）‚LIU Hu-i min 1‚2）‚LIU Li 1） 1） School of Materials Science and Engineering‚Inner Mongolia University of Technology‚Hohhot 010051‚China 2） New Materials Engineering Research Centre of Inner Mongolia‚Hohhot 010051‚China ABSTRACT T he reheated microstructures and influencing factors of sem-i solid ingots of 4∙4％TiCp／7075composites were investi￾gated by SEM‚T EM and DSC．T he results show that the optimal remelted parameters of 4∙4％TiCp／7075composites are the re￾molded temperature of 590to610℃ and the holding time of 10to20min．4∙4％TiCp／7075composites are of high stability during the remelting process and the size of spherical grains can hardly increase with the increase of temperature and holding time．T he coars￾ening velocity of grains in4∙4％TiCp／7075is118∙96μm 3·s －1‚which is less than311∙7μm 3·s －1for 7075matrix alloy‚and more suitable for sem-i solid thixoforming． KEY WORDS metal composites；sem-i solid；thixoforming；reheating 收稿日期：2009-03-16 基金项目：国家自然科学基金资助项目（No．50661003） 作者简介：张复懿（1980－）‚男‚硕士研究生；刘慧敏（1972－）‚女‚教授‚博士‚E-mail：huimin－1＠yahoo．cn 作为新型的金属成形技术‚半固态触变成形一 般包括三道工序：坯料制备、二次加热（局部重熔）和 触变成形．二次加热是将半固态坯料加热至固－液 两相区并保温一定时间‚使合金的部分组织发生演 变、重熔‚获得成形所需的适宜晶粒尺寸和形状‚满 足后续的半固态触变成形的要求．在这一过程中‚ 普遍存在着晶粒长大的问题‚导致二次加热组织内 晶粒尺寸偏大‚对成形件的性能产生不良影响．因 此严格控制二次加热工艺参数‚研究二次加热过程 中组织演变的规律是半固态触变成形技术的重要内 容［1－4］． 北京科技大学张济山教授等对原位 TiC 颗粒 在喷射沉积7075铝合金的二次加热组织细化机理 方面进行了深入的研究‚并已获得了令人鼓舞的成 果．本文在此基础上‚将原位反应与近液相线铸造 法相结合‚从而形成了一种较为新颖的颗粒增强铝 基复合材料制备方法－－－原位反应近液相线铸造 法‚并对采用该方法制备的4∙4％TiCp／7075Al 基 复合材料半固态坯料进行二次加热实验‚通过控制 二次加热工艺参数（如加热温度和保温时间）获得具 有合理固－液相比例且均匀、圆整的半固态组织．重 点研究原位 TiC 颗粒在二次加热过程中对晶粒组 织演变规律的影响［5］‚为获得适用于半固态触变成 形所需的二次加热组织提供理论与实验依据． 第31卷 第12期 2009年 12月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．31No．12 Dec．2009 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2009．12．010