原位合成TiC_p/AZ91D镁基复合材料的高温流变行为

采用原位合成法制备了TiCp/AZ91D镁基复合材料,研究了其高温流变行为。结果表明,铸态TiCp/AZ91D镁基复合材料在高温压缩变形过程中存在稳态流变特征,流变应力随着温度的升高和应变速率的降低而降低。在较低温度范围内,TiC颗粒强化效果明显。随着温度的升高,增强相对基体AZ91D镁合金的增强效果逐渐消失。     

挤压铸造SiC_p/AZ91D镁基复合材料的试验研究

以AZ91D镁合金和平均颗粒尺寸为0.5μm的SiC颗粒分别作为基体和增强相,通过全液态搅拌铸造法和挤压铸造法结合制备出SiC颗粒增强镁基复合材料。力学性能测试结果显示:当模具温度为200℃、保压时间为15 s时,SiCp/AZ91D镁基复合材料抗拉强度最高为157 MPa;金相显微组织显示,碳化硅颗粒可作为镁合金凝固时异质形核的中心,也可能会随着凝固时固液界面的推移,使SiC颗粒处于晶界处;存在SiC颗粒团聚现象,这是其抗拉强度降低的原因;SiCp/AZ91D镁基复合材料在室温下拉伸时的断口形貌呈现脆性断裂特征;热处理工艺为固溶处理温度420℃,保温20 h空冷,时效处理温度200℃,保温8 h空冷,经过热处理后,镁基复合材料的抗拉强度均有所提高,最高可提高48.95%。     

SiC/AZ91D镁基复合材料单轴拉伸过程中裂纹萌生扩展机制

利用Abaqus有限元分析软件研究了不同体积分数和不同形状颗粒的SiC/AZ91D镁基复合材料在单轴拉伸下的裂纹萌生、扩展以及断裂机制。结果表明，圆形颗粒SiC/AZ91D镁基复合材料的屈服强度为248 MPa,正方形颗粒SiC/AZ91D镁基复合材料的屈服强度为190 MPa,原始形状颗粒镁基复合材料的屈服强度为210 MPa。颗粒体积分数为10%、15%和20%的复合材料裂纹断裂时间分别在施载后的第40、第33和第31μs。圆形颗粒复合材料的裂纹扩展机制是基体损伤萌生的裂纹扩张导致材料断裂，而正方形颗粒复合材料和原始形状颗粒复合材料的裂纹扩展机制是颗粒与基体交界处萌生裂纹，导致主裂纹形成并产生次生裂纹扩张直至材料断裂。     

TiC/AZ91D镁基复合材料高温压缩变形行为

利用自发渗透原位合成法制备了不同体积分数的TiC增强AZ91D镁基复合材料，研究了不同压缩应变速率以及不同变形温度下复合材料的热变形行为，计算分析了不同温度下应变速率敏感指数(m)和表观激活能(Q)与TiC含量的关系．结果表明：TiC／AZ91D复合材料压缩流变应力随TiC含量的增加而升高；TiC含量相同时，流变应力随温度升高或初始应变速率减小而降低．m值随变形温度升高而增大；变形温度以及压缩应变速率相同时，m值随TiC含量升高而增大．Q值依赖于温度、应变速率和TiC含量及其分布，不同条件下其高温变形机制有所差异．     

AZ91D熔体中原位合成TiC颗粒及冲刷腐蚀性能

利用原位合成反应法,在不同温度(740、760和780℃)下对AZ91D镁合金熔体保温40min,制备了TiC/AZ91D镁基复合材料。借助光学显微镜和X射线衍射仪,对TiC/AZ91D镁基复合材料的组织形貌和物相进行观察和分析,并对制备的复合材料在质量分数为3.5%的NaCl溶液+石英砂条件下进行冲刷腐蚀磨损试验。结果表明,在740℃保温40min制备的复合材料主要由α-Mg、β-Mg17Al12和Al3Ti组成。保温温度分别为760℃和780℃时,AZ91D镁合金中均出现了原位合成的TiC颗粒,并且随温度升高,TiC的数量增加。此外,TiC/AZ91D镁基复合材料在3.5%的NaCl溶液+石英砂中的冲刷腐蚀磨损性能随保温温度的升高而增加。经780℃保温40min后的复合材料呈出最好的耐冲刷腐蚀磨损性能,相比于AZ91D镁合金提高了60.5%。     

真空浸渗C_(sf)/AZ91D复合材料的高温变形行为与机理

采用真空辅助压力浸渗法短切碳纤维增强镁基复合材料(Csf/AZ91D),在变形温度为400~490℃、应变速率为0.001~0.1s-1、最大变形量为50%的条件下,研究了Csf/AZ91D复合材料的高温压缩塑性变形行为,观察了复合材料变形前后的微观组织,通过与基体镁合金对比探讨了镁基复合材料高温塑性变形机理。结果表明,复合材料在高温压缩过程中碳纤维发生了显著的偏转和折断,致使复合材料的应变软化现象较镁合金更为明显;短碳纤维细化了基体组织并增加了界面数量,使得复合材料表现出较高的应变速率敏感性;短碳纤维和晶界对基体强化作用随变形温度升高而减弱,而复合材料应力水平随变形温度增加而显著降低,表现出比镁合金更高的表观变形激活能。     

纳米SiC增强AZ91D复合材料高温拉伸及断裂行为

采用复合分散铸造法制备了纳米SiC颗粒(n-SiCp)增强AZ91D复合材料,研究了复合材料在高温下的拉伸及断裂行为。结果表明:n-SiCp的加入可以提高复合材料的高温拉伸强度,高温下n-SiCp对复合材料的增强效果比室温更加明显;n-SiCp的加入还显著提高了复合材料在高温下的断后伸长率,复合材料具有较好的高温塑性。断口分析表明,n-SiCp的加入使复合材料在高温下的断裂行为由室温的脆性断裂为主转化为典型的韧性断裂。     

高能超声法制备SiCp／AZ91D纳米复合材料

采用高能超声法制备纳米SiC颗粒增强AZ91D镁基纳米复合材料.高能超声能够使纳米级陶瓷颗粒在镁合金熔体中有效分散,所制备的复合材料抗拉强度和屈服强度等力学性能比基体有所提高.其中所用SiC颗粒粒径在40 nm左右,在0.5%的添加量下复合材料可以获得较好的性能,铸态条件下抗拉强度超过200 MPa.     

SiC及Cu-SiC颗粒增强镁基复合材料的制备及性能

利用化学镀法制备了Cu包覆SiCp,研究了SiCp及Cu-SiCp增强镁基复合材料(SiCp/AZ91D和Cu-SiCp/AZ91D)的性能。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪及UTM4304电子万能试验机分析测试了镁基复合材料的组织结构,相组成及力学性能。结果表明,SiC颗粒增强镁基复合材料主要由α-Mg和Mg2Si相组成,SiC镀Cu后能够进一步细化晶粒,同时在Mg2Si相周边出现层片状的α+β相。SiCp/AZ91D和Cu-SiCp/AZ91D复合材料的力学性能显著高于AZ91D基体合金,Cu-SiCp/AZ91D复合材料的的抗拉强度达195.7 MPa。室温拉伸时,AZ91D合金表现为典型的脆性断裂特征,而SiCp/AZ91D和Cu-SiC/AZ91D复合材料表现为韧性断裂及部分准解理断裂。     

快速凝固/粉末冶金AZ91镁合金的组织及性能

采用快速凝固／粉末冶金法制备AZ91镁合金，研究了不同挤压比对AZ91镁合金室温力学性能及显微组织结构的影响。结果表明：热挤压后的密度已接近理论值：挤压棒材的抗拉强度和伸长率分别为383．23MPa和9．4％；随着挤压比的增加，晶粒变得细小；合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率提高；热挤压态AZ91镁合金室温拉伸时呈现韧性断裂特征。     

TiC/AZ91D composites fabricated by in situ reactive infiltration process and its tensile deformation

1 Introduction Relative to aluminum matrix composites, magnesium-matrix composites are receiving interests increasingly in recent years due to their low densities and high specific properties. They are potentially attractive for the applications in aeros…     

硼酸镁晶须增强镁基复合材料高温蠕变性能

通过高温蠕变试验并对微观组织及蠕变断口形貌进行了观察,研究了硼酸镁晶须增强镁基复合材料在高温下的蠕变性能.结果表明,高温对AZ91D合金的抗蠕变性能具有很大的影响.硼酸镁晶须增强镁基复合材料在300℃、30 MPa下的蠕变寿命达到了约24 h,而基体合金只有6 h,说明硼酸镁品须对基体合金的增强作用明显.硼酸镁晶须增强镁基复合材料比基体镁合金的蠕变速率低2～3个数量级.发现了沿晶滑移和由于晶须拔出导致与基体结合的松动而产生的部分镁合金整体脱落是复合材料蠕变破坏的主要原因.     

压铸稀土镁合金高周疲劳试验研究

采用升降法对AZ91D、AZ91D 1?和AZ91D 2?压铸镁合金室温高周疲劳行为进行了试验研究。结果表明:适量稀土Ce的添加能够使压铸镁合金AZ91D的室温拉伸性能和疲劳强度得到提高;利用升降法计算出3种成分合金在应力比R=0.1、循环基数为107下的条件疲劳极限分别为96.7 MPa1、16.3 MPa和105.5 MPa,相当于其抗拉强度的46%左右;合金的疲劳断口呈现出准解理与韧窝断裂的混合特征。     

压铸镁合金AZ91D高周疲劳性能研究

研究了压铸镁合金AZ91D在应力比R=0．1条件下的高周疲劳性能。结果表明：AZ91D压铸镁合金的室温条件疲劳强度在应力比R=0．1时大约相当于其抗拉强度的44％；AZ91D合金内部的一些缺陷如夹杂等，容易引起应力集中，从而导致裂纹的萌生；AZ91D合金的疲劳断口可以观察到3个典型区域：疲劳源区、疲劳裂纹扩展区和瞬断区。疲劳裂纹扩展区的疲劳裂纹不明显，疲劳断口呈现出准解理断口的形貌。     

含1%混合稀土压铸镁合金的高周疲劳性能

研究含混合稀土1%(质量分数)的压铸镁合金AZ91D在应力比r=0.1的高周疲劳性能。组织分析表明,压铸镁合金试样的表面层和心部的显微组织存在差别。室温条件下抗拉强度为185 MPa,屈服强度为159 MPa,延伸率为1.5%。测试存活率p=50%的p-S-N曲线,结果显示在3.8×105循环周次时的疲劳强度为70 MPa,得出在循环周次103~106之间,p=50%时,S与Np的关系式为lgNp=17.85–6.83lgS。在较低的应力下,一些疲劳试样断口出现擦痕,当缺陷较小时,疲劳断口表现为韧窝、撕裂棱、疲劳条带等韧性断口和准解理的混合特征,属于具有较低韧性的材料。     

混合稀土对压铸AZ91D合金的组织及力学性能的影响

研究了不同添加量的混合稀土对压铸AZ91D合金的组织和力学性能的影响。添加混合稀土后,常温力学性能没有明显改善。在100℃时,混合稀土含量为0.4%的压铸AZ91D合金的力学性能与不含混合稀土的试样几乎相等。在170℃时,混合稀土含量为0.4%的压铸AZ91D合金的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别为206MPa、142MPa、26%,比不含混合稀土的压铸AZ91D试样的力学性能分别提高15.7%、10%及30%。这是因为添加适量的混合稀土后,形成热稳定性较高的强化相,增加了位错滑移阻力并阻碍裂纹扩展,镁基体中稀土元素起到固溶强化作用,从而提高镁合金的高温抗拉强度。