SiC、TiB2双相颗粒增强ZL101复合材料的制备及微观组织

针对重力铸造的汽车活塞用单一SiC颗粒增强铝基复合材料拉伸性能会降低的问题,采用混合盐原位反应的方法制备出综合力学性能较好的TiB2、SiC双相颗粒增强的ZL101复合材料。利用扫描电镜对复合材料的微观组织进行观察,基体上TiB2颗粒与SiC颗粒分布比较均匀;利用拉伸试验机和硬度计对复合材料的室温力学性能进行了测试。结果表明:TiB2、SiC两相颗粒增强的ZL101基复合材料的硬度明显比单一颗粒增强复合材料提高,较基体合金ZL101硬度提高了16.9%,且制备的该复合材料比单一SiC颗粒拉伸强度略有提高。     

TiB2+SiC混杂颗粒增强的ZL109复合材料

在原位合成工艺制备TiB2颗粒增强ZL109复合材料基础上，通过加入SiC颗粒增强铝基复合材料，制备了TiB2＋SiC混杂颗粒增强ZLl09复合材料。结果表明：TiB2颗粒在铝合金熔体中具有良好的悬浮稳定性，而且在TiB2＋SiC混杂颗粒增强铝基复合材料中，由于TiB2颗粒的存在，有效抑制了SiC颗粒的沉降行为，熔体经45min静置仍可获得颗粒分布均匀的复合材料，这使得制备高模量复杂形状零件的直接铸造成型成为可能；在TiB，＋SiC混杂颗粒增强铝基复合材料中，颗粒的混杂作用对复合材料弹性模量的提高具有协同作用，能够大幅度提高复合材料的弹性模量，其弹性模量较计算值提高14．7％；对于（10％TiB2＋10％SiC）／ZL109混杂增强铝基复合材料，经T6热处理后，材料抗拉强度可达到275MPa，弹性模量提高到105．8GPa。     

(Al2O3+TiB2)/ZL202复合材料的制备和力学性能

采用原位熔体反应合成法制备了(Al2O3 TiB2)/ZL202复合材料.用电子探针对复合材料的微观组织进行观察.结果表明:增强相TiB2颗粒主要分布于晶界上,与CuAl2相交织在一起,尺寸在1 μm左右,呈现圆球形,Al2O3颗粒约在3 μm左右,呈现规则的颗粒或圆球状,且彼此分离,界面干净.对铸态复合材料室温抗拉强度和硬度的测试发现,两相颗粒增强的复合材料都较单一颗粒增强复合材料要高.经过T6处理后,(Al2O3 TiB2)/ZL202复合材料的抗拉强度由221.0 MPa提高至339.6 MPa,提高幅度达53.67%,其延伸率降低至2.60%.     

原位合成TiB2/ZL109复合材料的热处理特性

利用TiB2颗粒在共晶Al-Si基体中易于分散和生成颗粒超细的原理,用混合盐法制备了原位TiB2颗粒增强ZL109为基体的复合材料.颗粒加入后材料的硬度明显提高,如对颗粒质量分数为8.3%的复合材料材料T6处理后,其布氏硬度较基体ZL109提高了41.7%.对不同颗粒质量分数的复合材料固溶时效行为的研究表明,颗粒的加入,抑制了材料的固溶扩散进程,加速了复合材料的时效进程.用有效扩散理论分析了颗粒增强复合材料的固溶时效特性.     

(TiB_2+Al_3Ti)/ZL101原位复合材料的强化机理

采用透射电镜对(TiB2+Al3Ti)/ZL101原位复合材料中增强相组织、结构和分布进行了研究,测试了(TiB2+Al3Ti)/ZL101原位复合材料的力学性能。结果表明,原位复合材料经热处理后,其抗拉强度、硬度及伸长率都比ZL101基体材料高,分别提高了23.3%、23.5%、14.6%;增强相TiB2和Al3Ti颗粒均匀分布于-αAl基体中,对基体具有显著的晶粒细化效果;(TiB2+Al3Ti)/ZL101原位复合材料主要强化机制为细晶强化、固溶强化、弥散强化和位错强化。     

T6热处理对Al+SiC预制颗粒增强ZL101/ZL101-Mg基复合材料组织和力学性能影响的研究

通过半固态搅拌铸造的方法制备了Al+SiC预制颗粒增强ZL101基及ZL101-Mg基复合材料,研究了T6热处理对该复合材料微观组织及力学性能的影响。结果表明,T6热处理对Al+SiC预制颗粒增强ZL101基复合材料和Al+SiC预制颗粒增强ZL101+Mg基复合材料中SiC颗粒的分布没有明显影响。但T6热处理使Al+SiC预制颗粒增强ZL101复合材料中共晶硅细化,Al+SiC预制颗粒增强ZL101+Mg复合材料中共晶硅长大变粗。T6热处理对Al+SiC预制颗粒增强ZL101复合材料抗拉强度的平均提升率达到了54.44%,对其伸长率的平均提升率为5.47%。对Al+SiC预制颗粒增强ZL101+Mg复合材料抗拉强度的平均提升率为13.52%,对其伸长率的平均提升率为31.5%。     

原位合成TiB2/ZL109复合材料的力学性能

通过原位合成法成功制备了亚微米级TiB2颗粒增强ZL109复合材料，测量了不同颗粒含量复合材料的弹性模量和25～400℃的抗拉强度（UTS）。结果表明，复合材料的弹性模量随颗粒含量提高而提高，颗粒含量15％（质量分数，下同）时，复合材料的弹性模量比基体合金提高了32％；抗拉强度也明显高于基体合金，10％TiB2／ZL109复合材料在260℃时的强度比基体合金提高了105MPa。     

挤压铸造对α-Al_2O_3p/ZL109复合材料组织与性能的影响

采用半固态搅拌技术向铝熔体中加入SiO_2粉末,通过熔体原位反应成功制备了α-Al_2O_(3p)/ZL109复合材料,并在不同挤压力下对复合材料进行了成形试验。利用扫描电镜和X射线衍射仪对复合材料的微观组织和相组成进行了分析,并测试了其力学性能。结果表明,挤压铸造原位α-Al_2O_(3p)/ZL109复合材料铸件内部缺陷少、增强颗粒均匀分散;挤压铸造后,复合材料在铸态和热处理态的抗拉强度、硬度、伸长率均明显高于ZL109合金,且随挤压力增加而提高。     

TiB2/Al-CU复合材料微观组织和力学性能研究

采用原位反应合成法制备了TiB2/ZL2002复合材料.对复合材料的微观组织观察表明,增强相TiB2颗粒主要分布于晶界上,与CuAl2相交织在一起,尺寸在1μm左右,呈现圆球形.铸态下复合材料室温抗拉强度随着TiB2含量的增多而明显提高,伸长率则有降低的趋势.T6处理后,复合材料中析出相与增强相分布较均匀,6%TiB2/ZL202抗拉强度达到325 MPa.     

复合铸造SiCp／ZL104复合材料组织性能研究

采用复合铸造法制备出平均粒径为15.8μm、体积分数为20%的SiC颗粒增强工业用ZL104铝合金基复合材料.对实验制备的颗粒增强铝基复合材料试样的微观组织结构、力学性能进行了研究.实验结果表明,所制备的复合材料中SiC增强颗粒分布均匀.界面层较薄且有明显的溶质扩散;复合材料试样的孔隙率为4.2%,硬度达到76.2HB,抗拉强度达到135MPa,伸长率为0.5%.经过断口分析发现,复合材料主要表现为增强体颗粒附近基体铝合金的韧性断裂.材料性能的降低是由于复合材料的孔洞缺陷割断了材料的连续性,引起局部应力集中.从而产生裂纹而断裂.     

Microstructure and properties of mechanical alloying particles reinforced aluminum matrix composites prepared by semisolid stirring pouring method

Aluminum matrix composites reinforced with mechanical alloying particles(SiC_p) were fabricated by the semisolid stirring pouring method. The inf luence of mechanical alloying particles and Mg on the microstructure and mechanical properties of the composites was investigated by means of optical microscopy(OM), X-ray diffraction scanning(XRD), electron microscopy(SEM) and energy dispersive spectroscopy(EDS). Results show that the addition of Mg converts the agglomerate mechanical al oying particles in ZL101 matrix composites into dispersed distribution in ZL101-Mg matrix composites, large matrix grains into f ine equiaxed matrix grains, and eutectic phase into f ine particles. So the mechanical properties of ZL101-Mg matrix composites are better than those of ZL101 matrix composites. The mechanical properties of ZL101/ZL101-Mg matrix composites are gradually increased with the increase of the volume fraction of mechanical alloying particles. When the volume fraction of mechanical alloying particles is 3%, the Vickers hardness and ultimate tensile strength of the ZL101/ZL101-Mg matrix composites reach their maximum values.     

硅酸铝纤维增强铝基复合材料的抗拉强度及其影响因素

研究了基体合金化,硅酸铝纤维处理方法以及不同粘结剂对硅酸铝纤维增强的铝基复合材料室温强度的影响。结果表明：基体为ＺＬ１０９铝合金的复合材料的强度高于以其它铝合金为基体的铝基复合材料;用莫来石硅酸铝纤维增强的铝基复合材料的抗位强度高于用γ型三氧化二铝纤维增强的铝基复合材料;     

Effect of aging treatment on mechanical properties of （SiCw＋SiCp）/2024Al hybrid nanocomposites

1 Introduction Metal matrix composites(MMCs) have received much attention because of their improved specific strength, good wear resistance and higher thermal conductivity [1?3]. Up to now, most investigators have studied the fabrication process and mecha…     

Effect of TiB2 Particles on the Tribological Properties of Stainless Steel Matrix Composites

The AISI316L stainless steel composites reinforced with 2,4,6,and 8 vol%titanium diboride（TiB₂） particles were sintered by the high pressure-high temperature method.Ball-on-disk method was carried out to study wear behavior of the composites.Tests were carried out at room temperature.The TiB₂ particles improved the hardness and tribological properties of the composites.The friction coefficient of the composites decreased with the increasing content of TiB₂.The reduction of the wear rate with the increasing of the content of TiB₂ particles in the steel matrix was also observed.It is demonstrated that the friction coefficient of composites with the same content of TiB₂ particles depend on the sintering conditions.     

SiC_p/ZL101A复合材料的磨损性能

采用真空热压烧结工艺制备了SiC颗粒体积分数分别为10%、20%、30%和40%的ZL101A复合材料,对其硬度与室温干摩擦磨损性能进行了测试分析,同时对其磨损机理进行了探讨。结果发现,复合材料硬度随着SiCp的增加而增加,当SiCp体积分数达到30%时,硬度达到最大值。基体ZL101A的主要磨损机理为粘着磨损,而SiCp/ZL101A复合材料的磨损过程是粘着磨损和磨粒磨损两种机制共同作用的结果。随着SiC颗粒体积分数的增加,粘着磨损所占的比例逐渐降低,从而使SiCp/ZL101A复合材料的磨损性能得以提高。     

原位增强铸造Al-4.5Cu合金人工海水腐蚀行为的研究

研究用混合盐法制备的(TiB2 Al3Ti)/Al-4.5Cu原位复合材料在人工海水中的腐蚀行为,并与基体合金进行对比。结果表明,(TiB2 Al3Ti)/Al-4.5Cu原位复合材料在人工海水中比基体合金有较大的腐蚀敏感性;其腐蚀机制以点蚀为主,增强相颗粒在晶界的偏聚使其也出现晶间腐蚀;该原位复合材料在pH为7.0的人工海水中耐蚀性,比在pH为8.2的人工海水中好。     

低过热度浇注SiC_p/Gr/ZL101复合材料组织与性能研究

采用半固态搅拌、低过热度重力浇注的方法制备了SiCp/Gr颗粒复合增强ZL101铝基复合材料。通过显微组织观察、拉伸试验以及阻尼性能测试,研究了不同体积分数SiCp/Gr对铝基复合材料性能的影响。结果表明,通过半固态搅拌、低过热度重力铸造法,使ZL101合金中的初生相α-Al由枝晶形态变为蔷薇状,晶粒明显细化。随着SiCp体积分数的增加,复合材料的抗拉强度先升高后降低,伸长率逐渐下降,复合材料的最高抗拉强度达到191MPa,比ZL101合金提高了32%。SiCp与Gr的加入改善了ZL101合金的阻尼性能,复合材料的内耗值Q-1明显高于基体合金,并且随着SiCp体积分数的增加,复合材料内耗值Q-1逐渐提高。