原位纳米颗粒增强AA6016基复合材料超声空化强化后微观组织及性能的变化

目的 探索铝基复合材料的新型表面强化方法。方法 采用超声空化的方法对原位纳米颗粒增强AA6016铝基复合材料进行强化,使用电子天平、激光共聚焦显微镜、场发射扫描电子显微镜、显微硬度计、X射线衍射仪以及透射电镜对材料质量损失、表面形貌、残余应力、显微硬度、微观组织等方面进行系统地分析。结果 试样的质量损失和表面粗糙度随空化时间的延长而增加,在超声空化处理30 s后,试样的表面硬度和残余压应力较原样分别提高了89.8%和57.7%,材料内部发生位错增殖,位错相互缠结,并且晶粒排列的取向差增大;当空化时间达到60 s时,显现的晶界数量增加,在晶界处出现材料剥落现象,残余应力被释放。结论 在一定的时间范围内,超声空化可以较为明显地提高材料的表面性能。在空化泡溃灭产生的多向力作用下,铝基复合材料表面晶粒内会迅速产生大量位错,形成加工硬化层。位错缠结和增强颗粒的钉扎作用,促使晶粒内部亚晶界的形成,最终导致晶粒细化。