35%SiCp/Al复合材料的热加工图及变形组织

利用Gleeble-1500D热模拟试验机对35%SiCp/Al复合材料进行压缩试验,研究其在温度为350～500℃、应变速率为0.01～10 s~(-1)条件下的高温塑性变形行为。由试验得出的变形过程中的应力-应变曲线,建立了功率耗散效率图和热加工图,确定了热加工的稳定区和失稳区,观察分析了加工图中不同区域的显微组织。结果表明:35%SiCp/Al复合材料的流变应力随变形温度的降低或应变速率的升高而增加,应力-应变曲线变化主要以动态再结晶为特征。最适合热变形加工的条件是变形温度为370～420℃、应变速率为0.15～1 s~(-1)的区域,加工安全区微观组织明显改善,并出现再结晶晶粒。     

热处理过程中SiCp/2024Al基复合材料的微观组织演变

采用真空热压烧结工艺在580℃下制备了35%(体积分数)SiCp/2024铝基复合材料,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱(EDS)、高分辨透射电镜(HRTEM)对复合材料热处理过程中微观组织进行了表征,研究了热压烧结后复合材料的析出相的微观结构以及析出相在热处理过程的演变规律。结果表明,热压烧结后复合材料中存在许多粗大析出相颗粒,包括Al4Cu9,Al2Cu,Al18Mg3Mn2,Al5Cu6Mg2和Al7Cu2Fe。随着固溶温度的提高,粗大析出相颗粒逐渐回溶到Al基体中,当固溶温度达到510℃时,粗大析出相颗粒几乎全部回溶到基体中,但还存在少量的难溶相。复合材料经510℃固溶2 h+190℃时效9 h后,除了少量的难溶相,许多圆盘状纳米析出相Al2Cu和棒针状纳米析出相Al2Cu Mg弥散分布于基体中且与基体的界面为错配度较小的半共格界面,圆盘状纳米析出相的直径为50~200 nm,棒针状纳米析出相长度为100~150 nm。     

真空热压SiC_p/2024Al复合材料力学性能与显微结构

采用真空热压法制备了体积分数为30%的Si Cp/2024Al复合材料,研究了该复合材料的显微组织结构及力学性能。结果表明,复合材料组织致密,颗粒与基体界面结合状况较好,Si C颗粒在铝基体中基本上分布均匀。经490℃、2 h固溶处理和170℃、8 h人工时效后,Si Cp/2024Al复合材料的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为409 MPa、325 MPa和4.9%,基体中存在大量的纳米析出相为S'(Al2Cu Mg)。随Si C颗粒加入,复合材料力学性能提高,其断裂方式为基体开裂和界面处撕裂。     

SiC颗粒的氧化行为研究北大核心

研究了SiC颗粒在氧化温度分别为1000、1100、1200和1300℃、保温时间分别为2、4、6和8 h的氧化行为,采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了SiC颗粒氧化前后的形貌和物相变化,根据质量守恒推导了氧化层(SiO_(2))厚度的计算公式。研究结果表明:当氧化温度低于1200℃时,氧化速率主要受氧化温度控制;当氧化温度高于1200℃时,氧化前期的氧化速率主要受氧化时间控制。氧化温度为1000℃时,氧化后SiC颗粒形貌变化不明显,且氧化产物为不定形相;氧化温度为1200℃和1300℃时,SiC颗粒表面钝化现象明显,无定形SiO_(2)逐渐转化为方石英晶体。以质量守恒建立的氧化层厚度计算公式可以较好的预测氧化后氧化层的厚度。     

35% SiC_p/2024A1复合材料的热变形行为(英文)

采用Gleeble-1500D热模拟试验机,对35%SiCp/2024A1复合材料在温度350~500°C、应变速率0.01~10s-1的条件下进行热压缩试验,研究该复合材料的热变形行为与热加工特征,建立热变形本构方程和加工图。结果表明,35%SiCp/2024A1复合材料的流变应力随着温度的升高而降低,随着应变速率的增大而升高,说明该复合材料是正应变速率敏感材料,其热压缩变形时的流变应力可采用Zener-Hollomon参数的双曲正弦形式来描述;在本实验条件下平均热变形激活能为225.4 kJ/mol。为了证实其潜在的可加工性,对加工图中的稳定区和失稳区进行标识,并通过微观组织得到验证。综合考虑热加工图和显微组织,得到变形温度500°C、应变速率0.1~1 s-1是复合材料适宜的热变形条件。     

30% SiC_p/2024Al复合材料的热变形行为

在Gleeble-1 500D热模拟机上采用等温压缩实验研究30%SiC_p/Al复合材料的高温压缩变形行为,获得该材料在温度为623~773 K,应变速率为0.01-10 s~(-1)的条件下的真应力-应变曲线,并在考虑摩擦和变形热效应的基础上对真应力-应变曲线进行修正。对修正后的峰值应力进行线性回归,建立该材料的本构方程。根据材料动态模型,计算并建立30%SiC_p/Al复合材料的热加工图,据此确定热变形流变失稳区。在应变速率为0.01 s~(-1)时,随热变形温度升高,该复合材料发生动态再结晶的体积分数增加。     

SiCp/2024Al基复合材料的界面行为

采用真空热压烧结工艺在580℃下制备了35%(体积分数)SiCp/2024铝基复合材料,利用透射电镜(TEM)、能谱(EDS)、高分辨透射电镜(HRTEM)对复合材料中SiC/Al,合金相/Al的界面结构进行了表征,研究了增强体SiC和基体Al以及热处理前后合金相与基体Al的界面类型,取向结合机制。结果表明,SiC/Al界面清晰平滑,无界面反应物和颗粒溶解现象,也无空洞缺陷。SiC/Al界面类型包括非晶层界面和干净界面。干净界面中SiC和Al之间没有固定或优先的取向关系,取向结合机制为紧密的原子匹配形成的半共格界面。热压烧结所得复合材料中的合金相以Al4Cu9为主,与基体Al的界面为不共格界面,热处理后,合金相Al2Cu弥散分布于基体中,与基体Al的界面为错配度较小的半共格界面。     

高硅铝合金及颗粒增强铝基复合材料组织性能的探究

采用真空热压烧结工艺制备Al-30Si合金、30%Sip/Al、30%SiCp/2024Al、30%SiCp/6061Al(均为体积分数)复合材料,测定其热膨胀系数及力学性能。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)对其微观组织结构及断口形貌进行表征,探究了高硅铝合金及颗粒增强铝基复合材料的组织与性能,分析了材料的断裂机制。结果表明:SiCp/2024Al复合材料中SiC颗粒分布均匀,组织致密,综合性能好,热膨胀系数(CTE)为13.69×10-6/K,硬度达到134 HB,极限抗拉强度达353 MPa。SiCp/6061Al复合材料中SiC颗粒分布较均匀,界面结合较好,组织不够致密,有少许孔隙,性能较好。SiCp/6061Al和SiCp/2024Al复合材料的断裂方式都是界面基体的撕裂结合SiC颗粒的断裂。Sip/Al复合材料中Si颗粒分布较均匀,断裂方式为界面脱开,性能较差。Al-30Si合金在烧结过程中形成大量板条状的Si相,性能最差,断裂方式以合金撕裂为主。     

SiC颗粒增强铝基复合材料的制备工艺和性能研究

采用粉末冶金法制备SiCp/6061Al复合材料,研究热压温度、球磨工艺参数和SiC颗粒(SiCp)体积分数对SiC颗粒增强铝基复合材料性能的影响,测试其力学性能及物理性能,用扫描电镜对材料的微观组织和断口进行观察。结果表明:540℃是较适合的热压温度;随着SiCp含量的增加,复合材料的致密度、热膨胀系数下降,抗拉强度先提高后迅速降低。