L12型纳米颗粒增强以Al−Ca−Ni−La体系为基体的铝基复合材料

摘要

结合Thermo-Calc热模拟程序计算和实验(电子显微镜、微探针分析和X射线衍射)研究四元系Al-(24)Ca-Ni-La(质量分数,%)合金在铝角附近的结构。根据得到的相平衡数据,提出Al-Ca-Ni-La体系液相面和固相相场分布的实验投影。显微组织研究表明,含2%4%Ca、2%4%Ni和1%3%La(质量分数)的合金具有超细的亚共晶组织,共晶金属间化合物的体积分数为30%,因此,可以将这些合金归类为天然Al基复合材料。超细共晶结构产生显著的强化作用,其机制可以很好地用修订的Orowan循环模型描述。在350400℃退火过程中,由于L12型相(Al3(Zr,Sc))纳米颗粒的形成,添加少量的Zr和Sc(分别为0.2%和0.1%,质量分数)具有显著的强化作用(提高约25%)。由于共晶金属间化合物的体积分数高,该新合金具有低的热膨胀系数、高的结构热稳定性和力学性能。