Al-TiC Composites Fabricated by a Thermally Activated Reaction Process in an Al Melt Using Al-Ti-C-CuO Powder Mixtures: Part II. Microstructure Control and Mechanical Properties

Abstract

Controlling the processing parameters is important to minimize such undesirable microstructural features in Al/TiC composites as unreacted C, incomplete reaction products of Al 3 Ti and TiC aggregates, which originate from the pellet microstructure upon the combustion reaction of an Al-Ti-C-CuO pellet in an Al melt. In particular, the mean particle size of elemental powders is a key factor linked to the formation of TiC aggregates, which is significantly suppressed with smaller initial particles of Ti and C by mixing them homogenously by ball milling. Al-Cu-Mg alloys reinforced with up to 12 vol pct TiC are fabricated by the developed process, followed by extrusion. The composites after heat treatment exhibit high elastic modulus and an ultimate tensile strength of 93 GPa and 461 MPa, respectively, with a low coefficient of thermal expansion of 17.11 ppm/K.

Liquid matrix SHS manufacturing and heat treatment of Al–Mg composites reinforced with fine titanium carbide

“…Причем, как правило, в качестве основы выбираются термически упрочняемые сплавы, которые после армирования дополнительно обрабатываются по режиму дисперсионного твердения (закалка + старение). Так, авторами [16] показана возможность СВС высокодисперсной карбидной фазы в количестве 6, 10 и 12 об.% в составе сплава А2024 5%Mg). В образце, содержащем 12 об.% TiC, после экструдирования, проведения термообработки в виде отжига при 400 °C в течение 20 ч, закалки с выдержкой 1 ч при t = 500 °С и искусственного старения при 190 °С в течение 8 ч фиксируется наибольшее увеличение механических характеристик -модуля упругости и предела прочности до 93 ГПа и 461 МПа соответственно.…”