55%SiCp/2024Al复合材料时效过程的微观组织与力学性能

选用粒径为12 μm的SiC颗粒和19 μm的2024铝合金粉末,采用热等静压工艺制备体积分数为55%的SiC_p/2024Al复合材料,研究固溶时效处理对SiC_p/2024Al复合材料微观组织和力学性能的影响。结果表明,真空热等静压法制备的复合材料组织致密,SiC颗粒与铝合金结合良好。时效过程中SiC_p/2024Al复合材料呈现出双峰时效行为,与铝合金相比,复合材料提前达到峰时效状态,此时基体中主要强化相为θ″相与S″相。与烧结态相比,复合材料硬度从255 HBW提高到281 HBW,抗弯强度从633 MPa提高到747 MPa。     

喷射成形(SiCp+β-LiAlSiO4)/6092Al基复合材料的界面结构及性能(英文)

采用喷射成形技术和模锻工艺成功制备45%SiC_p/6092Al、5%β-LiAlSiO₄/6092Al和(45%SiC_p+5%β-LiAlSiO₄(Euc))/6092Al(质量分数)基复合材料。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对复合材料试样的显微组织、界面结构及物相成分进行分析，采用热膨胀仪和电子万能试验机分别对复合材料试样的热膨胀性能、弯曲强度和模量进行测试。结果表明：(45%SiC_p+5%Euc)/6092Al基复合材料中碳化硅颗粒和Euc颗粒在6092Al基体中分布均匀，并与铝基体形成强力结合界面，SiC_p/Al和Euc/Al界面平直清晰，没有发现界面反应。复合材料试样经固溶人工时效后，在303～473 K温度范围内，(45%SiC_p+5%Euc)/6092Al基复合材料试样的线膨胀系数为14.68×10^-6 K^-1，弯曲强度和模...     

中低体积分数SiC_p增强铝基复合材料的性能研究

采用压力浸渗法制备了SiC的体积分数分别为25%、30%、35%、40%、45%、50%的SiC_p/2024和SiC_p/6061铝基复合材料,并研究了SiC_p体积分数对复合材料的组织和性能的影响,以及复合材料在热处理状态的力学性能。结果表明,随着SiC_p体积分数增加,SiC_p/2024和SiC_p/6061复合材料的硬度、抗拉强度和抗压强度均明显增加,伸长率明显降低,材料断裂方式为脆性断裂。其中当SiC_p体积分数为50%时,SiC_p/2024和SiC_p/6061复合材料的硬度(HB)分别达到243.34和154.97,抗压强度分别达到840.63和519.83MPa,抗拉强度分别达到340.2和300.5MPa。经过固溶时效处理后,复合材料的强度、硬度均提高,伸长率均降低,其中SiC_p体积分数较高的复合材料经热处理后性能提升更明显,SiC_p/6061复合材料的性能提升比SiC_p/2024更明显。     

单/双尺寸SiCp对AZ91D镁合金组织和性能的影响

以AZ91D镁合金和平均颗粒尺寸为10μm和10 nm的SiC颗粒分别作为基体和增强相,通过半固态机械搅拌法制备出单、双尺寸SiC颗粒增强镁基复合材料。结果显示,SiC_p体积分数为2%的10 nm SiC_p/AZ91D复合材料的抗拉强度达到198 MPa,提升了34.7%,屈服强度达到113 MPa,提升了46.7%,伸长率达到6.4%,这主要由于纳米SiC颗粒的晶粒细化作用。断裂机制表明,SiC_p/AZ91D复合材料裂纹主要沿微米SiC_p-AZ91D的界面扩展。     

[AlBO]w/6061Al复合材料的时效硬化行为

采用挤压铸造法制备了晶须体积分数为20%的硼酸铝晶须增强6061铝基([AlBO]w/606lAl)复合材料,并采用硬度分析、DSC示差热分析及透射电镜分析的方法对复合材料的时效行为进行了研究.结果表明,压铸法制备的Al18B4O33/6061Al复合材料中存在高密度的位错,同时复合材料基体晶粒细小.经固溶淬火处理后,随着时效时间的增加,复合材料的硬度值先下降而后又有所回升,并在8 h左右出现一个峰值硬度,其硬度明显高于6061Al合金.复合材料固溶处理后硬度值较高是由合金元素的固溶强化所致.由于Al18B4O33晶须和基体6061Al发生了严重的界面反应,使Mg元素大量消耗,导致峰时效强化效果不如固溶强化效果显著.     

SiCp/Al复合材料热处理及统计分析

采用四因素多水平组合热处理试验与统计分析相结合的方法研究了粉末冶金制备的12%SiCp/6066Al(体积分数)复合材料的热处理工艺参数与硬度间的关系.结果表明,复合材料与基体合金相比具有峰值提前效应;热处理工艺参数主效应由强到弱依次为时效时间、固溶温度、时效温度、固溶时间;时效时间与时效温度一级交互作用也较重要,其他一级、二级和三级交互作用较小.12%SiCp/6066Al复合材料的优化热处理工艺参数为530℃固溶90min,水淬170℃时效6h.     

7075铝基复合材料多级固溶和时效处理工艺

研究了多级固溶和时效处理工艺对制备的Al3Ti/7075铝基复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明,经XRD衍射图谱分析,该铝基复合材料存在的第二相颗粒为MgZn2。复合材料经440℃/3h+480℃/2h处理后,其显微硬度值为110.2HV,硬度比单级固溶提高了10%。在同一固溶温度下,随着固溶时间的延长,第二相颗粒回溶较多,但是会发生晶粒长大现象。基体合金和复合材料在同一温度(120℃)下时效时,复合材料时效速度要比基体合金时效速度快,复合材料的时效峰值硬度为147.73HV。     

热处理及SiC_p表面改性对60SiC_p/6061复合材料性能的影响

采用直接电热法真空触变成形工艺制备体积分数为60%的SiC_p增强6061铝基复合材料,研究了固溶-时效处理对复合材料抗弯强度及硬度等力学性能的影响,探讨了SiC_p表面改性对复合材料微观组织和热膨胀性能的影响。研究表明,复合材料在530℃×11h固溶、175℃×15h时效工艺下,获得最高的硬度和抗弯强度;高温氧化和搅拌酸洗能使SiC_p尖角产生钝化,提高增强颗粒在基体中分布的均匀性,使SiC_p与铝基界面结合得到改善,孔隙率减少,抗弯强度提高,热膨胀系数提高,且酸洗态性能优于相应氧化态性能。     

纳米B4CP/2009Al复合材料固溶时效行为与性能研究

采用粉末冶金+热挤压法制备了纳米B4CP（n-B4CP）含量分别为2、4、6vol.% n-B4CP/2009Al复合材料,运用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）和维氏硬度测量仪等方法研究了n-B4CP体积分数对n-B4CP/2009Al复合材料的微观组织、固溶时效行为及力学性能的影响。结果表明：复合材料经热挤压后组织致密均匀,n-B4CP体积分数的增加没有明显增加复合材料孔隙率;复合材料经495℃固溶1h处理后,仅存在少量析出相(Al2Cu)残留基体中;经固溶淬火后175℃人工时效14h后,2、4、6vol.% n-B4CP/2009Al复合材料同时达到峰值硬度,比基体合金达到峰值硬度的时间提前了2h;利用TEM观察时效后的微观组织表明,n-B4CP的加入抑制了基体中析出相（Al2Cu）的长大,大量细小析出相的存在使复合材料达到峰时效的时间提前;经最佳热处理工艺处理后的复合材料,随着n-B4CP体积分数的增加,复合材料的抗拉强度先上升后下降,屈服强度始终呈上升趋势,高体积分数的n-B4CP有效的起到钉扎位错的作用,但是高体积分数n-B4CP产生的颗粒团聚现象导致复合材料提早开裂。     

热处理对挤压铸造TiB2P/6061Al复合材料组织与性能的影响

采用挤压铸造法制备了不同体积分数的TiBzv／6061Al复合材料，利用扫描电镜、透射电镜、硬度计、三点弯曲等手段对复合材料的组织与力学性能进行了研究，分析了热处理工艺对其组织性能的影响。结果表明：不同的热处理条件下TiB2P／6061Al复合材料的组织不同：退火态时观察到再结晶晶粒和少量位错：时效态时观察到大量的位错和析出相，界面产物尺寸比退火态时相对大些，且在界面附近的基体中存在明显的无析出区。热处理状态对弹性模量的影响不大，但对材料的硬度和抗弯强度影响较大。45％TiB2v／6061Al复合材料时效处理后硬度和抗弯强度分别比退火态时提高了40％和23％。     

纳米B_4C_P/2009Al复合材料固溶时效行为与力学性能

采用粉末冶金+热挤压法制备了纳米B_4C_P(n-B_4C_P)体积分数分别为2%,4%,6%的n-B_4C_P/2009Al复合材料,运用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和维氏硬度测量仪等仪器研究了n-B_4C_P体积分数对n-B_4C_P/2009Al复合材料的微观组织、固溶时效行为及力学性能的影响。结果表明:复合材料经热挤压后组织致密均匀,n-B_4C_P体积分数的增加没有明显增加复合材料孔隙率;复合材料经495℃固溶1 h处理后,仅存在少量析出相(Al_2Cu)残留基体中;经固溶淬火+175℃人工时效14 h后,n-B_4C_P体积分数为2%,4%,6%的n-B_4C_P/2009Al复合材料同时达到峰值硬度,比基体合金提前了2 h;利用TEM观察时效后的微观组织表明,n-B_4C_P的加入抑制了基体中析出相(Al_2Cu)的长大,大量细小析出相的存在使复合材料达到峰时效的时间提前;经最佳热处理工艺处理后,随着n-B_4C_P体积分数的增加,复合材料的抗拉强度先上升后下降,屈服强度始终呈上升趋势。高体积分数的n-B_4C_P有效地起到钉扎位错的作用,但是高体积分数n-B_4C_P产生的颗粒团聚现象导致复合材料在拉伸时提早开裂。     

固溶处理对TiB2/6061复合材料硬度及耐磨性的影响

采用氟盐法制备了TiB₂质量分数为3%的原位合成TiB₂/6061复合材料,研究了固溶温度和固溶时间对复合材料硬度和耐磨性能的影响。结果表明:TiB₂颗粒弥散分布在6061铝合金基体中,明显细化6061铝合金基体晶粒。当固溶温度一定时,随固溶时间延长,复合材料的硬度和耐磨性可获得明显提高,但固溶时间在6~10 h时,复合材料的性能变化不显著。当固溶时间一定时,随固溶温度升高,复合材料硬度和耐磨性呈现先上升后下降的趋势。3wt%TiB₂/6061复合材料经530 ℃×10 h固溶处理后,硬度和耐磨性能最佳,相较于铸态硬度值提高了79.5％,磨损量减少了59.1%。固溶处理后复合材料的磨损表面犁沟变细变浅,材料脱落现象减少。     

热处理对选区激光熔化成形M2052合金组织性能的影响

目的综合提升选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)成形M2052锰铜合金的力学性能。方法利用SLM技术成形M2052锰铜合金,并通过固溶、时效及固溶+时效等热处理方法对其成形态组织进行调控。通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪,对合金的显微组织、晶粒形貌、拉伸断口形貌及物相组成进行分析,并通过拉伸性能、冲击性能测试,分别评价SLM成形及热处理后的屈服强度、抗拉强度、延伸率和冲击韧性。结果 SLM成形的M2052合金经过固溶处理后,形成了典型的类孪晶结构;时效处理后的组织和SLM成形态类似,形成了细微的亚孪晶组织;固溶+时效处理后,类孪晶组织粗大。四种状态的显微组织均由单相γ固溶体组成,时效态和固溶+时效态析出了α-Mn相,但时效态析出含量较多。SLM成形态具有较高的抗拉强度σb和屈服强度σp0.2(636 MPa和548 MPa),时效处理能提高合金的σb和σp0.2(707MPa和570MPa),但是冲击韧性和延伸率(5.5J和8.5%)较差;而固溶处理能显著提高合金的冲击韧性和延伸率(23.5 J和22.25%)。综合比较,固溶+时效态试样具有最好的力学性能(冲击韧性为17 J,延伸率为10.8%,σb为503 MPa和σp0.2为322.5 MPa)。断口分析表明,四种状态下均为韧性断裂。结论固溶+时效热处理可以在存在单相γ固溶体条件下析出少量的α-Mn相,综合提升锰铜合金的力学性能。     

热处理对Mg2B2O5w／AZ91D复合材料组织及性能的影响

研究了固溶处理和时效处理的Mg2B2o5w/AZ91D镁基复合材料组织与显微硬度之间的关系.结果表明:经过415℃固溶处理后,共晶相的分解使复合材料的硬度明显下降.时效处理使得复合材料的硬度逐渐增加并在时效处理200℃×16h后出现时效峰值201HV,然而随着时效时间的进一步增加,显微硬度降低.经固溶处理415℃×24h,基体中β-Mg17Al12相基本溶解,形成过饱和固溶体,接着时效处理8h,β-Mg177Al12相以弥散形式析出,从而使得复合材料的显微硬度提高30%;而固溶处理415℃×24h,接着200℃时效处理24h后,析出相在形貌上由连续细小析出相向非连续粗大析出相过渡,这使得复合材料的显微硬度下降到183HV.     

Al含量对含稀土AZ系镁合金组织及性能的影响

以含稀土AZ系镁合金为基,制备了铝含量分别为5%、7%、9%的合金试样,并对其进行435 ℃×24 h固溶+200 ℃×24 h时效处理,对试样的铸态、固溶态和时效态的显微组织进行了观察,随后测定了试样时效后的力学性能以及耐蚀性能。结果表明,铸态镁合金组织主要为α-Mg+β-Mg₁₇Al₁₂+Al₁₁(La,Ce)₃和(La,Ce)Al₄;随着Al含量的增加,β-Mg₁₇Al₁₂和稀土化合物相增多,晶粒细化。固溶处理后,组织中的β-Mg₁₇Al₁₂相会逐渐溶解,随着Al含量的增多,溶解将会不完全,未溶的强化相β-Mg₁₇Al₁₂和稀土化合物相弥散分布在晶界及其附近处。时效处理后,随着Al含量的增加,组织中继续析出的β-Mg₁₇Al₁₂相增多,稀土化合物相尺寸细化。随着Al元素的增多,试样的抗拉强度和硬度逐渐增大,塑韧性则愈来愈差,耐腐蚀性越来越好。     

时效处理对TiB_(2P)/A356复合材料组织与性能的影响

以混合盐法制备的原位自生TiB2P/A356复合材料为研究对象,采用光学显微镜、扫描电镜及力学性能测试分析等,研究时效处理对TiB2P/A356复合材料显微组织与力学性能的影响。结果表明:复合材料的最佳热处理工艺为530℃×6 h固溶处理+130℃×10 h时效处理。此时,复合材料的硬度可达76.67 HRB,与铸态相比提高73.51%;抗拉强度可达335.49 MPa,与铸态相比提高40.42%。     

固溶处理对Al-Zn-Mg-Cu系超强铝合金组织与硬度的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及维氏硬度计等研究了不同固溶处理参数对Al-Zn-Mg-Cu系超强铝合金7050固溶态组织与固溶时效态硬度的影响。结果表明:锻态7050铝合金组织中含有粗大块状初生相和针状、点状的η(MgZn₂)相。随着固溶温度的升高和固溶时间的增加,合金组织中的未溶相减少,再结晶组织体积分数增高。经过470 ℃×4 h固溶+120 ℃×24 h时效处理7050铝合金的硬度值达到最大,为189 HV0.2。     

真空热压法制备2024Al/Gr/SiC复合材料的显微组织和力学性能（英文）

采用真空热压法制备了2024Al/Gr/SiC复合材料,其中SiC颗粒和鳞片状石墨(Gr)的体积分数分别为5%~10%和3%~6%。采用光学显微镜、扫描电镜、硬度和拉伸性能测试研究SiC颗粒和石墨对分别经160、175和190°C时效处理后复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明:加入SiC颗粒和石墨能明显加速第二相时效析出,但SiC颗粒对时效行为的影响比石墨大。复合材料的拉伸强度和伸长率随着SiC颗粒和石墨含量的增加而降低,石墨对伸长率的影响比SiC颗粒更大。2024Al/3Gr/10SiC复合材料在165°C时效8 h时的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为387 MPa,280.3 MPa和5.7%。2024Al/Gr/SiC复合材料的断裂机制为基体韧性断裂和复合相颗粒与基体间撕裂断裂。     

焊前热处理状态对SiC_p/Al-Cu-Mg复合材料搅拌摩擦焊接头微观组织和力学性能的影响

在工具转速800 r/min,焊接速度100 mm/min的工艺参数下,对6 mm厚的15%SiCp/2009Al(体积分数)板材在软态(固溶态)和硬态(自然时效态)下进行搅拌摩擦焊接,均获得致密无缺陷的接头.结果表明,样品原始状态对焊核区的晶粒尺寸、析出相(Al2Cu)分布和硬度均影响不大.2种样品的热影响区均存在2个低硬度区.靠近焊核区的低硬度区在焊接热循环过程中温度较高,2种样品均发生Al2Cu相的粗化,硬度值相同;但在远离焊核区的低硬度区,固溶态样品不发生固溶原子团簇回溶,该区域的硬度略高于自然时效态样品,并且位置更靠近焊核中心.2种接头横向拉伸时均断裂在靠近焊核的低硬度区,强度基本相同,可达母材强度的83%.这表明,固溶软态下进行15%SiCp/2009Al板材的搅拌摩擦焊接,可以取得常规时效硬态下焊接的效果,有助于扩大焊接工艺窗口,减少焊接工具磨损.     

热处理对HA/Mg-Zn-Ca生物复合材料显微组织及性能的影响

采用剪切搅拌铸造结合热挤压工艺制备了1HA/Mg-3Zn-0.2Ca(质量分数,%)复合材料,研究了固溶及时效处理对挤压态1HA/Mg-3Zn-0.2Ca复合材料显微组织、力学性能及电化学腐蚀行为的影响。结果表明:挤压态复合材料经固溶处理(T4)后,第二相数量减少,晶粒尺寸增大,屈服强度降低,但延伸率和耐蚀性能有所提高。固溶超过3 h后,由于晶粒尺寸过分长大耐蚀能力又出现下降;固溶后时效处理(T6),复合材料屈服强度提高,耐蚀性变化不大。因此,对挤压态HA/Mg-Zn-Ca复合材料进行适当的固溶及时效处理可以提高复合材料的耐蚀性及延伸率。