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01.04.2015 | Ausgabe 2/2015

Metallurgical and Materials Transactions B 2/2015

In Situ Reaction Kinetics and Microstructure Evolution in Preparing Particle-Containing Copper Alloys by Mechanical Alloying

Zeitschrift:
Metallurgical and Materials Transactions B > Ausgabe 2/2015
Autoren:
Mingxing Guo, Fei Wang, Yan Zhang, Xukai Zhang
Wichtige Hinweise
Manuscript submitted July 9, 2014.

Abstract

To improve alloy properties and the distribution level of TiB2 particles in the alloy matrix, mechanical alloying was used to prepare the Cu-TiB2 alloy. But even after long-time ball milling, the in situ reaction between Cu-B and Cu-Ti alloy powders still cannot be observed in the whole process. The kinetics of the in situ reaction during high-temperature heat treatment was first investigated and led to the following results. With the increase of heat-treatment time t or diffusion depth X, both the moving speed Δxt of reaction front edge and nucleation rate Z(x) of TiB2 particles decrease at a fast rate and finally stabilize at a very low level. The falling rate of moving speed Δxt increases with the decrease of temperature. Although the C Ti′ value of the Ti element gives a poor effect on the moving speed Δxt, it significantly affects the nucleation rate of TiB2 particles, and its falling rate increases with a decreasing C Ti′ value. And for the same diffusion depth X and C Ti′, the nucleation rate of TiB2 decreases with increasing the heat-treatment temperature. These results were verified by the microstructure change after the heat treatments at temperatures of 773 K, 973 K, and 1173 K (500 °C, 700 °C, and 900 °C), respectively. Finally, the best combination of ball-milling and heat-treatment conditions was obtained.

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