Ti合金因具有高比强、耐腐蚀、耐热等优良特性,Mg合金因其质轻和良好的物理性能,已得到广泛研究应用。但在结合两者优势的Ti-Mg系合金领域内,目前很少有系统的研究。为此本文采用机械合金化技术制备Ti-Mg系合金。机械合金化(MechanicalAlloying-MA),是将纯元素或元素混合粉末与磨球一起置于球磨机装置中,粉末受到磨球的撞击,研磨而发生固态反应的过程。对纯元素粉末而言,又称机械研磨(MechanicalMilling-MM或Mechanical Grinding-MG)。到目前为止,在制备材料所用的众多方法中,MA是最经济的一种。这一工艺技术可用来制备弥散强化、过饱和固溶体、非晶、金属间化合物、准晶、钠米晶材料和磁性、超导等功能性材料。本文主要研究了在机械合金化制备Ti-Mg系合金的过程中,原料配比、球磨时间、球料比等多种球磨参数对机械合金化过程的影响。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等检测手段,对在不同的高能球磨条件下进行球磨的实验样品进行了分析。观察了粉末样品的形貌在不同的球磨条件下的变化,分析了原料配比、球料比、球磨时间等多种球磨参数与实验样品的晶格常数变化率和X衍射强度的关系。球磨时间对Ti-Mg系合金的机械合金化过程有显著影响。随着球磨时间的延长,Ti和Mg的衍射峰衍射强度迅速降低,衍射峰逐渐宽展,Ti的衍射峰向低角度方向偏移更加明显;Ti的晶格常数变化率有明显的上升趋势;粉末颗粒的变形量明显增加,尺寸更加细小。球磨达到一定时间后,机械合金化已经完成,即使再延长时间,也无明显效果。原料配比对Ti-Mg机械合金化过程有显著的影响。随着原料配比的增加,Ti的衍射峰衍射强度呈下降趋势,且逐渐宽化,Ti的衍射峰在各种原料配比的条件下都有向低角度方向偏移的现象。在其他条件相同的情况下,Ti-24Mg中Ti的衍射峰衍射强度最低。获得较大的Ti的晶格常数变化率,并且其颗粒颗粒的形貌最为规则,平均粒径也最小。球料比的不同明显影响着Ti-Mg机械合金化的进程。随着球料比的增加,Ti的衍射峰衍射强度呈下降趋势,且Ti的衍射峰逐渐宽化,Ti的衍射峰在各种球料配比条件下部有向低角度方向偏移的现象。在Ti-24Mg、转速为180r/min、球料比为10:1的球磨条件下,Ti的衍射峰衍射强度最低。粉末颗粒的平均粒径在Ti-24Mg、转速为180r/min、球料比为10:1的球磨条件下最小。球磨转速对Ti-Mg合金的机械合金化有着不小的影响,随着转速的增大有利于合金化的进行;由于实验设备等条件限制,更高转速无法测得,所以无法分析相关数据,所以在更高转速条件下,转速的具体影响仍有待进一步研究。
