SiC颗粒增强铝基复合材料的显微组织与力学性能

采用压铸浸渗法制备了体积分数为50%的SiC/Al-5.3Cu-0.8Mg-0.6Ag-0.5Mn耐热铝基复合材料.通过拉伸测试与组织观察,研究了高体积分数SiC颗粒增强对基体合金的显微组织与力学性能影响.结果表明,在基体Al-5.3Cu-0.8Mg-0.6Ag-0.5Mn合金中掺入高体积分数的SiC颗粒后,复合材料的时效硬化与拉伸性能得到了大幅度的提高,185 ℃峰时效处理后的抗拉强度从356 MPa增大到520 MPa.SiC/Al-5.3Cu-0.8Mg-0.6Ag-0.5Mn复合材料的组织致密,分布均匀,其断裂方式包括界面脱开、基体韧断和增强体开裂.高体积分数SiC颗粒的增强并不改变基体合金的时效析出过程,析出相由Ω相和少量θ＇相组成,但SiC颗粒与基体之间发生了界面反应,生成了纳米级的Al4C3化合物.     

SiC颗粒增强铝基复合材料物理及力学性能研究进展

SiC颗粒增强铝基复合材料既保持了金属特有的良好延展性、传热等特点,又具有陶瓷的耐高温性、耐磨损的要求。综述了SiC颗粒增强铝基复合材料的物理及力学性能,SiC颗粒增强铝基复合材料强化的物理模型主要有两种,即剪切滞后模型与Eshelby理论。     

SiC颗粒增强铝基复合材料薄板的力学性能

研究了粉末冶金法制备的ＳｉＣ颗粒增强铝基复合材料薄板的常温及高温力学性能,结果表明,铝基复合材料薄板在常温下具有较高的强度,薄板性能基本呈各向同性,其断裂机制主要为颗粒从基体脱粘,同时有少量颗粒破碎。随着温度的升高,复合材料板材强度逐渐下降,延伸率增大。在２００℃时仍能保持较高的强度和较好的综合性能,其抗拉强度达３７０ＭＰａ,屈服强度达２４３ＭＰａ,延伸率达１１．３％。     

SiC颗粒增强铝基复合材料的研究

研究讨论了用半固态搅拌铸造法制造SiCp／Al复合材料的制备工艺,并对所制得的复合材料进行了分析和性能测试。结果表明：用多层螺旋倾斜叶片搅拌棒对熔体适速搅拌,可增加SiCp的复合量,使SiCp与基体间浸润性良好,且分布较均匀。     

热压烧结温度对SiC颗粒增强铝基复合材料微观组织及力学性能的影响

本文在540-640℃温度范闱内,研究了真空热压温度对15%(体积分数)SiCp/2009Al复合材料的微观组织和力学性能的影响.复合材料的致密度随热压温度升高而增加,在580℃达到最大值,高于580℃时下降.TEM界面观察发现:热压温度为540和560℃时复合材料界面结合较弱,界面出现开裂现象;当热压温度为580和6...     

涂层硼酸铝晶须对铝基复合材料界面与力学性能的影响

采用溶胶－凝胶氧化铝涂覆硼酸铝晶须方法改善挤压铸造晶须增强６０６１Ａｌ复合材料的界面性能。对复合材料的界面观察表明,γ－Ａｌ２Ｏ３和α－Ａｌ２３涂层均可抑制尖晶石界面反应,而且涂层较厚时涂层效果明显。界面反应程度的差异也影响复合材料的弯曲性能和时效行为。     

SiC增强铝基复合材料的切屑形貌与变形

SiC增强铝基复合材料切削时的切屑形貌和变形系数是确定切削变形程度的重要手段,是计算其它切削过程参数的来源.通过采用硬质合金和聚晶金刚石PCD刀具车削SiC增强铝基复合材料,观察切屑形貌的SEM图片,检测切屑变形尺寸,计算切屑变形系数.结果表明,正常切削条件下切屑形态为节状锯齿形,且锯齿顶角约为45°;切削速度对变形系数的影响曲线呈驼峰型,即在积屑瘤生长阶段,增大切削速度会减小变形系数,而在积屑瘤消退阶段,增大切削速度会增大变形系数;随着进给量和刀具前角的增加,变形系数都会相应地减小.     

搅拌参数对半固态搅拌工艺制备(ABO_w+SiC_p)/6061Al复合材料微观组织和力学性能的影响(英文)

采用不同半固态机械搅拌工艺(变化搅拌温度和搅拌时间),制备硼酸铝晶须(ABOw)和碳化硅颗粒(SiCp)混杂增强6061铝基复合材料。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和拉伸试验研究搅拌工艺参数对复合材料微观组织和力学性能的影响。结果表明:在可以搅拌的情况,增强体在复合材料中分布的均匀性和复合材料的力学性能随着搅拌温度的降低和搅拌时间的延长而得到提高。基于对复合材料微观组织的观察和力学性能的测试得到最佳的搅拌工艺参数为:搅拌温度640℃,搅拌时间30min。     

搅拌铸造SiC_p/2024铝基复合材料的显微组织与力学性能

利用搅拌铸造?热挤压工艺制备SiCp/2024铝基复合材料板材,研究该复合材料铸态、热挤压态和热处理态的显微组织及力学性能。结果表明:SiC颗粒较均匀地分布于铸锭中,大部分SiC颗粒沿晶界分布,少数颗粒分布于晶内,晶界粗大的第二相呈非连续状分布;复合材料经热挤压变形后,显微孔洞等铸造缺陷明显消除,破碎的晶界第二相及SiC颗粒沿热挤压方向呈流线分布,复合材料的强度和塑性显著提高;对热挤压板材进行(495℃,1h)固溶处理+(177℃,8h)时效处理后,其抗拉强度达430MPa,此时的主要析出强化相为S′(Al2CuMg);热挤压变形有利于改善SiC颗粒与基体合金的界面结合,热处理SiCp/2024铝基复合材料的主要断裂方式为基体合金的延性断裂、SiC颗粒断裂和SiC/Al的界面脱粘。     

用XD法合成的铝基复合材料的组织与力学性能

对Al-TiO2-B2O3系利用放热弥散（XD）反应法合成了铝基复合材料．当B2O3／TiO2摩尔比为0时，增强相由α-Al2O3颗粒和棒状物Al3Ti组成，抗拉强度和延伸率分别为250.4MPa和4.0％，断口中有的棒状物自身开裂，断裂由Al3Ti自身萌生裂纹，并沿其解理面扩展至界面引起，加入B2O3后，棒状物Al3Ti减少，基体晶粒细化，强度和延伸率同步提高；当B2O3／TiO2摩尔比为1时，Al3Ti基本消失，抗拉强度和延伸率分别提高到320.8MPa和10.6％，断口形貌由细小韧窝组成，随着实验温度的增加，延伸率进一步提高，拉伸强度则随之下降，棒状物Al3Ti因与基体的界面结合强度降低而与基体中脱离，表明Al3Ti对复合材料的性能提高不利，723K时，延伸率上升至20.5％，抗拉强度下降至85.6MPa。     

搅拌摩擦成型对铝基复合材料性能影响

采用搅拌摩擦成型技术对铸造SiC颗粒增强铝基复合材料进行改性,从组织、力学性能和摩擦磨损性能方面进行对比分析。结果表明:搅拌摩擦成型技术能修复缺陷组织、细化晶粒,搅拌时的剪切力使得SiC颗粒被打碎并分散均匀,提高材料的力学性能,抗拉强度和屈服强度分别提高14%和16%;搅拌摩擦成型修复后材料摩擦系数的稳定性得到显著提高。     

废玻璃颗粒对铝基复合材料力学性能的影响

采用搅拌铸造法制备玻璃颗粒增强铝基废物复合材料,利用SEM、XRD等手段观察和分析了玻璃颗粒在复合材料制备中的变化情况,研究了玻璃颗粒含量对复合材料抗拉强度和耐磨强度的影响.结果表明,玻璃颗粒较均匀地分布于基体中,界面结合良好;与基体相比,复合材料耐磨性能提高了4.62倍,抗拉强度提高并不明显;玻璃颗粒表面发生熔融,裂纹在铝液中能够自我修复,从而提高复合材料的力学性能.     

颗粒尺寸对SiCp/6061铝基复合材料组织与性能的影响

采用搅拌铸造方法制备颗粒尺寸为20～50 μm的SiCp/6061铝基复合材料,研究了SiC颗粒尺寸对6061铝基复合材料显微组织、拉伸力学性能和耐磨性能的影响.结果表明:通过搅拌铸造方法制备6061铝基复合材料,SiC颗粒在6061铝基复合材料中分布较为均匀,且随SiC颗粒尺寸增大,6061铝基复合材料中SiC颗粒的分布均匀性提高.SiC颗粒尺寸越小,6061铝基复合材料的抗拉强度和伸长率越高.在SiC颗粒尺寸为20μm时,6061铝基复合材料的抗拉强度和伸长率分别为296MPa、5.5％.随SiC颗粒尺寸增大,6061铝基复合材料的耐磨性能提高,磨损率逐渐下降.     

SiC颗粒增强铝基复合材料的连接现状

SiC颗粒增强铝基复合材料因其具有成本低、耐磨性好、高比强度和比刚度、高谐振频率等优良的性能受到关注,但由于难于机械加工,特别是焊接性较差制约其在工程中的应用推广. 文中通过对国内外SiC颗粒增强铝基复合材料的连接现状(焊接方法主要集中于熔化焊、扩散焊、搅拌摩擦焊和钎焊等)进行综述和评价. 结果表明,SiC颗粒和Al基体的较大物理化学性能差异是影响该种复合材料焊接性的主要因素;当SiC颗粒体积分数低于35%时,目前已取得令人基本满意的焊接效果,已具有小批量生产的趋势;但当SiC颗粒体积分数大于35%时,特别是针对高体积分数(55% ~ 75%)的复合材料而言,传统的熔化焊方法很难获得高质量的接头,因此选择合适的连接方法和特殊的焊料成分则成为该种材料的重要创新方向.     

铝/铝基SiC复合材料搭接微搅拌摩擦焊工艺特性

对薄壁铝合金/铝基SiC复合材料搭接接头微搅拌摩擦焊接(μ-FSW)工艺特性、接头形貌特征及力学性能进行研究,并揭示搭接界面形成机制及接头失效机制。结果表明:在较宽的工艺参数窗口内均可得到成形良好的焊缝。由于μ-FSW所特有的金属流动特点,以及SiC颗粒难以流动的特性,搭接界面呈现出一种特殊的弯钩状形貌。接头的断裂为界面迁移处减薄区域的拉伸断裂。接头力学性能与载荷方向直接相关,这是由不同的金属塑性流动行为所致。     

颗粒增强铸造铝基复合材料的研究

本文探讨了用搅拌铸造法,采用常规的熔炼加工设备和工艺,制造ＳｉＣ颗粒增强铝基复合材料的可行性;研究了不同ＳｉＣ含量的复合材料的显微组织;试验表明：复合材料中ＳｉＣ颗粒分布较为均匀,其力学性能均优越于基体合金,弥散分布的ＳｉＣ颗粒是复合材料力学性能优异的主要原因。     

SiC含量对铝基复合材料显微结构和性能的影响

研究了不同质量分数Si C颗粒增强铝基复合材料的显微结构和力学性能,采用热压烧结和热挤压工艺成功制备出Si C颗粒增强铝基复合材料,通过相对致密度、XRD、FESEM和拉伸力学性能测试等手段,探究了不同质量分数的Si C颗粒和热挤压工艺对铝基复合材料显微结构、抗拉强度以及断裂方式的影响。     

热处理对SiC颗粒增强铝基复合材料组织及力学性能的影响

研究热处理对热轧SiC_p/Al复合材料性能和微观组织的影响。结果发现:退火处理可使颗粒含量为10%的复合材料伸长率提高4倍,T6处理可提高SiCp/6061Al材料的强度和弹性模量。析出相的出现是T6处理后复合材料性能改变的主要原因。     

铝基复合材料瞬间液相扩散连接接头的组织与力学性能

采用扫描电镜、能谱仪及电子拉伸试验机系统地研究了Cu,Ag作为中间层铝基复合材料瞬间液相扩散连接接头的组织与力学性能。根据组织结构特点接头可分为增强相偏聚区、增强相贫化区和母材区。增强相偏聚区的组织主要为Al2O3颗粒和铝合金基体，并含有汪量的MgAl2O4化合物，对于Cu中间层接头还含有少量的Al2Cu化合物。连接温度、连接时间和中间层厚度对接头抗剪强度具有较明显的影响。在一定条件下，Cu,Ag中间层接头的抗剪强度分别为82－99MPa和86－109MPa。增强相偏聚区是接头最薄弱的区域，减少增强相的偏聚是进一步改善接头力学性能的重要途径。     

铝/铝基SiC锁底接头微搅拌摩擦焊工艺特性

对薄壁铝合金/铝基SiC复合材料锁底接头微搅拌摩擦焊接工艺特性、接头形貌特征及力学性能进行研究. 结果表明,当铝合金位于前近侧,搅拌针无偏移且压入深度合适时,在较宽的工艺参数窗口内均可得到成形良好的焊缝. 由于微搅拌摩擦焊所特有的金属流动特点以及SiC颗粒难以流动的特性,搭接界面呈现出形状复杂的特殊形貌. 不同工艺参数下得到的接头断裂路径不同,决定着接头强度的差异,强度高低取决于断裂路径是否穿过铝合金及铝基SiC材料内部.