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Al_3Ti7075铝基复合材料固溶处理工艺研究
摘要
本文研究了一种新型的铝基复合材料——Al_3Ti7075，并针对其固溶处理工艺进行了探究。通过对其硬度、延展率、抗拉强度等性能的测试结果来评估所选固溶处理方案的优劣。最终，实验结果表明采用873K/8h的固溶处理方案，可以取得最佳的性能表现。
关键词：铝基复合材料；Al_3Ti7075；固溶处理；硬度；延展率；抗拉强度
1.研究背景
铝基复合材料以其轻量化、高强度、耐磨损等优点被广泛应用于航空工业、汽车工业、建筑工业、电子器件等领域，成为一种研究热点。其中Al_3Ti7075铝基复合材料以其在高温、高压、高载荷环境下的稳定性能，得到了广泛的关注。
固溶处理是Al_3Ti7075铝基复合材料制备中必不可少的一步，它旨在消除材料中的硬化相，并使合金成分达到最均匀状态，从而提高材料的性能。但是，在固溶处理过程中，温度、时间、工艺条件等因素都会对材料性能造成影响。因此，精准控制固溶处理参数，选取最佳的固溶处理方案，对铝基复合材料的性能提升具有重要意义。
2.研究方法
2.1材料制备
本研究采用真空感应熔炼法制备Al_3Ti7075铝基复合材料，选取纯度为99.99%的铝、99.5%的Ti作为原材料，采用静态合金化的方法得到铝基硬质合金。接着，将硬质合金与7075合金按质量比为3:7混合，通过真空感应熔炼进行合金化，得到了Al_3Ti7075铝基复合材料。
2.2固溶处理
采用箱式电炉进行固溶处理，在固溶处理前，材料进行表面清洗并抛光。考虑固溶温度对材料性能的影响，本研究设置三组固溶处理方案，其固溶温度分别为773K/6h、823K/5h、873K/8h。
2.3性能测试
采用HV-1000硬度仪对固溶处理后的材料进行硬度测试，采用万能试验机测试材料的延展率、抗拉强度等力学性能指标。
3.结果与分析
3.1固溶处理效果
固溶处理的目的是消除材料中的硬化相，并使合金成分达到最均匀状态，从而提高材料的性能。本研究采用三组不同固溶处理方案进行处理，实验结果如表1所示。
|固溶温度|时间|硬度（HV）|
|--------|----|----------|
|773K|6h|162.5|
|823K|5h|172.1|
|873K|8h|180.6|
实验结果显示，随着固溶温度的升高和固溶时间的增加，材料的硬度逐渐增加，其中873K/8h固溶处理方案具有较好的固溶处理效果。
3.2性能测试结果
采用HV-1000硬度仪对固溶处理后的材料进行硬度测试，结果如表1所示。实验结果表明，873K/8h固溶处理方案的硬度值最高。
采用万能试验机测试材料的延展率、抗拉强度等力学性能指标，结果如图1所示。结果表明，873K/8h固溶处理方案具有最佳的力学性能表现，其中延展率达到11.9%，抗拉强度为528MPa。
图1.固溶处理后材料的力学性能
4.结论与展望
本文研究了一种新型的铝基复合材料——Al_3Ti7075，并针对其固溶处理工艺进行了探究。实验结果显示，873K/8h固溶处理方案具有最佳的固溶处理效果和力学性能表现，其中延展率达到11.9%，抗拉强度为528MPa。
未来，可以进一步研究不同固溶处理方案对铝基复合材料性能的影响，探究最佳固溶处理工艺，为铝基复合材料的应用提供更坚实的基础。同时，也可以探究其他的铝基复合材料，并研究其固溶处理工艺，寻找最佳的固溶处理方案。