搅拌摩擦加工制备纳米RE/Al2O3增强铝基复合材料

铝基复合材料因其优异的物理性能及机械性能已得到广泛应用.文中通过在2219-O铝合金内部添加不同比例的RE/Al₂O₃纳米粉末,利用搅拌摩擦加工技术,制备铝基复合材料.并对搅拌区进行金相、拉伸、硬度、SEM,EDS和XRD等试验.结果表明,搅拌区金属在搅拌头强烈的搅拌摩擦作用下发生显著的塑性变形和连续动态再结晶,形成细小的等轴晶粒,并具有明显的洋葱环组织.复合材料的抗拉强度为母材的163%、屈服强度为母材的195%,同时硬度也明显增加.但是不同稀土比例对金属基复合材料的组织形貌和力学性能影响不大.大块复合材料制备过程粉末添加及隧道型缺陷的控制是关键.     

基于搅拌摩擦加工制备石墨烯增强铝基复合材料

为减少增强相团聚现象,利用搅拌摩擦加工方法,分别将多层石墨烯和无电镀铜石墨烯添加进6061-T651铝合金,制备铝基复合材料。通过光学显微镜、拉曼光谱仪、XRD衍射仪和硬度计,分析复合材料中增强相的分布质量、复合材料成分及硬度。结果表明:与多层石墨烯相比,无电镀铜石墨烯更容易在搅拌区中分散均匀,但出现石墨化现象;多层石墨烯和无电镀铜石墨烯均未与铝母材结合生成金属间化合物;无电镀铜石墨烯添加到铝合金中,可有效提高其硬度,硬度最大可达搅拌摩擦母材的85%,硬度波动最大仅为13 HV。     

多次搅拌下SiC颗粒增强铝基复合层组织与性能

采用搅拌摩擦加工制备SiC颗粒增强铝基复合材料,研究搅拌次数对复合层晶粒尺寸、硬度、拉伸及磨损性能的影响。结果表明,搅拌加工时添加SiC颗粒可提高复合层的硬度、耐磨性,但会降低其强度。随着搅拌次数的增加,复合材料硬度得到提高,添加SiC颗粒的试样经4道次搅拌后搅拌区平均硬度130 HV,而未添加颗粒时为118 HV。添加颗粒试样搅拌4次后,抗拉强度比搅拌1次试样强度明显提高,可达360.6 MPa,可达铝合金母材的68.5%。添加颗粒能够提高复合层的耐磨性,未添加颗粒时复合层摩擦系数为0.6,相比添加颗粒时仅为0.5。随着搅拌次数的增加,搅拌区晶粒细化程度得以提高,SiC颗粒分布更加均匀。     

新型非晶增强铝基复合材料的制备及组织性能

利用搅拌摩擦加工技术制备了一种新型的非晶增强铝基复合材料,用金相、显微硬度计及扫描电镜等分析复合材料的显微组织、硬度以及成分组成.结果表明,复合材料主要由母材和非晶带经搅拌摩擦加工后交替形成的层状结构组成,其显微硬度与母材相比有所提高.复合材料主要由α-Al,Mg2Al3,Mnal6以及La3Al11等物相组成,原始非晶带经搅拌摩擦加工后存在一定的晶化特征,而非晶的晶化可能是摩擦热、机械搅拌力以及轴肩压力等综合因素共同作用的结果.     

一种非晶增强铝基复合材料的制备工艺及组织性能

利用搅拌摩擦加工技术成功制备了一种新型非晶增强铝基复合材料,分析其显微组织、硬度以及元素成分分布.试验结果表明,复合材料主要由母材和非晶带交替形成的层状结构组成,显微硬度有明显提高.复合材料中的非晶带产生了一定的晶化,摩擦热、机械搅拌力以及轴肩压力的综合作用可能是导致非晶带晶化的主要原因.     

搅拌摩擦加工法制备铝基复合材料组织与性能研究

用搅拌摩擦加工法制备碳纳米管增强铝基复合材料,并对其组织及硬度进行了分析。结果表明:搅拌摩擦中心区晶粒尺寸与轴肩变形区相似,晶粒比较细小;搅拌摩擦区边界的晶粒组织发生了明显的塑性变形,晶粒被扭曲拉长。碳纳米管在搅拌摩擦中心区均匀分散,和基体结合良好。碳纳米管对基材有明显的强化作用,搅拌摩擦中心区硬度在55 HV左右,是纯铝的2倍。     

纳米SiCw增强铝基复合材料的搅拌摩擦加工制备

用搅拌摩擦加工法制备纳米SiCw增强ZL114A铝基复合材料,并对其组织及性能进行分析.结果表明,在30 mm×6mm形成了结构致密,无明显疏松、孔洞的搅拌摩擦复合区,复合区晶粒细小,搅拌摩擦中心区SiCw分布较均匀.该复合材料经T6热处理后强化效果不明显,SiCw主要起韧化作用,搅拌摩擦中心区硬度及抗拉强度略有下降,但伸长率得到改善,比基材提高111.4％.     

采用FSP制备新型非晶增强铝基复合材料的组织与性能

利用搅拌摩擦加工技术获得的新型非晶增强铝基复合材料,通过金相、扫描电镜、显微硬度及拉伸试验等对其显微组织结构及力学性能进行了试验和分析.试验结果表明,复合材料主要以层状结构组成,主要由母材和非晶带交替形成.复合材料显微硬度明显高于母材,并且复合材料的抗拉强度显著提高,当旋转速度达到750 r/min,抗拉强度达到最大值...     

搅拌摩擦加工制备碳纳米管增强铬锆铜基复合材料的工艺探索

本文用搅拌摩擦加工的方法成功制备了碳纳米管增强铬锆铜基复合材料,并对制得的复合材料的组织、硬度进行了分析。结果表明,在搅拌头旋转速度为750r／min,挤压速度为30mm／min时能获得良好成型的复合材料,复合区的晶粒大小较母材发生了明显的细化,硬度得到了显著的提高。     

多次搅拌下TiN颗粒增强铝基复合层组织与性能

采用搅拌摩擦加工制备了TiN颗粒增强铝基复合材料,研究了搅拌次数对复合层晶粒尺寸、硬度、拉伸及磨损性能的影响。结果表明:搅拌加工时添加TiN颗粒可提高复合层的硬度、耐磨性。添加TiN颗粒的试样经4道次搅拌后,搅拌区最高硬度为136 HV,为同道次未加颗粒的1.12倍。未添加颗粒时复合层摩擦系数为0.5左右,添加颗粒时仅为0.3左右。经4道次加工后添加TiN颗粒的复合材料强度由未添加时的380.40 MPa下降到329.97 MPa。随搅拌次数的增加,搅拌区晶粒细化程度得以提高,TiN颗粒分布更加均匀,但搅拌次数对TiN颗粒增强铝基复合材料的强度和硬度影响不大。     

非铁金属的焊接

利用搅拌摩擦加工技术成功制备了一种新型非晶增强铝基复合材料．分析其显微组织、硬度以及元素成分分布。试验结果表明,复合材料主要由母材和非晶带交替形成的层状结构组成,显微硬度有明显提高。复合材料中的非晶带产生了一定的晶化,摩擦热、机械搅拌力以及轴肩压力的综合作用可能是导致非晶带晶化的主要原因。图3表3参11     

非铁金属的焊接

利用搅拌摩擦加工技术成功制备了一种新型非晶增强铝基复合材料．分析其显微组织、硬度以及元素成分分布。试验结果表明,复合材料主要由母材和非晶带交替形成的层状结构组成,显微硬度有明显提高。复合材料中的非晶带产生了一定的晶化,摩擦热、机械搅拌力以及轴肩压力的综合作用可能是导致非晶带晶化的主要原因。图3表3参11     

石墨烯对搅拌摩擦加工铝基复合材料性能的影响

采用结合粉末工艺的两步法搅拌摩擦加工制备石墨烯增强铝基复合材料,研究了石墨烯添加量对复合材料力学性能和导电性能的影响。结果表明,石墨烯的添加对铝基复合材料性能有明显的影响,随石墨烯添加量增加,复合材料的硬度逐渐提高、塑性持续下降,而抗拉强度和电导率均呈先增后减的趋势。石墨烯体积分数为3.7%时,复合材料的抗拉强度最高,达到146.5 MPa,与同等加工条件下的纯铝相比,提高了78.7%,而石墨烯体积分数为1.3%时,复合材料的电导率最高,达到30.62 MS/m,较同等加工条件下的纯铝基体提高了53.4%。     

添加Mg对SiCp/Al复合材料显微组织及磨损性能影响

采用半固态机械搅拌法制备了不同Mg添加量的SiCp增强铝基复合材料,并对其微观组织、硬度及耐磨特性进行研究.结果袁明,合金元素Mg的添加,改善了SiC颗粒与铝基体的润湿性,并形成良好的冶金结合,提高了SiCp/Al复合材料的硬度;Mg加入量为2%时,SiC颗粒分布较为弥散,SiCp/Al复合材料的相对磨损率小,耐磨性能好.     

AZ31B镁合金表面激光熔敷+搅拌摩擦加工改性层结构与性能

采用激光熔敷和搅拌摩擦加工相结合的方法在AZ31B镁合金表面分别制备了Cu+Al和Si+Al改性层。通过SEM、XRD、显微硬度测试以及电化学腐蚀对表面改性层的微观组织、相组成、显微硬度及耐腐蚀等性能进行分析。结果表明,用Cu+Al和Si+Al粉末制备的改性层化合物分别主要由β-Al_(12)Mg_(17)及少量的Al Cu_4、Al Mg和Mg_2Si、Al Mg及少量的β-Al_(12)Mg_(17)组成。搅拌摩擦加工改性层与镁合金基体结合良好,表面平整光滑、组织均匀细小。与镁合金基体相比,表面改性层的显微硬度和耐腐蚀性能均得到明显提高,经搅拌摩擦加工之后的添加Si+Al混合粉末改性层的HV显微硬度值最高可达2.96 GPa,比母材提高了385.3%;添加Cu+Al混合粉末改性层的自腐蚀电位最高可达–0.975 V,比母材提高了37.4%。     

1420铝锂合金搅拌摩擦焊接力学性能

针对厚度为2.8 mm的1420铝锂合金进行搅拌摩擦焊接研究,了解搅拌摩擦焊工艺参数对接头组织和性能影响.结果表明,在优化焊接参数条件下,1420铝锂合金的搅拌摩擦焊接头抗拉强度和断后伸长率均能够达到母材的90%,并且较大的焊接热输入有利于进一步提高搅拌摩擦焊接头的强度系数.通过拉伸断口扫描及显微硬度观察,1420铝锂合金搅拌摩擦焊接头拉伸断口主要为准解理和韧窝断裂的复合断口,对比各个区域的显微硬度,焊缝区域硬度高于母材,且后退侧热力影响区硬度最高,而且搅拌摩擦焊接头中存在典型的"S"线特征.     

搅拌摩擦加工制备A356铝基复合材料的显微组织与力学性能(英文)

通过搅拌摩擦加工技术将SiC颗粒加入到A356铝合金中制备铝基复合材料,搅拌摩擦加工参数为:旋转速度1800r/min和行进速度127mm/min。基体金属A356铝合金为亚共晶AlSi枝晶组织,而搅拌区的组织与基体金属区不同。共晶Si和SiC颗粒均匀分布于初始铝固溶体中,而经历了剧烈变形的热力影响区的共晶Si和SiC颗粒呈沿旋转方向分散的特征。搅拌区的硬度比基体金属的高,因为在搅拌区存在的缺陷明显减少,共晶Si和SiC均匀分布在其中。     

利用搅拌摩擦加工对6061铝合金进行表面改性

为了改善典型的锻造铝合金6061(LD30)的表面性能,采用搅拌摩擦加工的方法在其表面制备强化的复合层以提高其硬度和耐磨性,即在铝合金基体表面加工凹槽,填充TiN纳米粉末后,利用搅拌摩擦加工过程中强烈的塑性变形作用获得较好的粉末弥散效果,从而制备强化的金属基复合层。利用光学显微镜对搅拌区域微观形貌进行分析,测试、比较显微硬度并分析了加工区域显微硬度的变化。结果表明,核区金属在搅拌头强烈的搅拌摩擦作用下发生显著的塑性变形和连续动态再结晶,形成细小、等轴晶粒的微观组织。经多道次搅拌TiN粉末获得了较好的弥散效果,搅拌核区硬度较母材提高约HV24,较未添加粉末搅拌的核区硬度提高约HV54。热影响区由于几乎没有弥散的粉末且受到热循环作用而使硬度下降HV20。     

采用摩擦搅拌工艺制备Al/Al_2Cu原位纳米复合材料（英文）

采用摩擦搅拌工艺制备Al/Al_2Cu原位纳米复合材料,研究摩擦搅拌工艺参数如旋转速率、行进速率、搅拌道次和搅拌针形状对铝基纳米复合材料显微组织、化学反应和显微硬度的影响。由于摩擦搅拌工艺的机械活化效应以及Al-Cu放热反应产生大量的热,Al_2Cu粒子快速形成。纳米复合材料的显微组织包含细小晶粒的铝基体(~15μm)、未反应的铜纳米粒子以及Al_2Cu纳米强化相。Al_2Cu粒子的不规则形貌是由于摩擦搅拌过程中产生局部熔化。搅拌针直径对材料的显微组织和硬度具有较大的影响。与基体合金相比,所得复合材料的硬度提高了57%。     

新型9Cr-1Mo钢搅拌摩擦焊接头组织及性能

采用钨铼合金搅拌工具对新型9Cr-1Mo钢进行搅拌摩擦焊工艺试验,探讨焊缝成形、组织及性能变化规律. 结果表明,在300和400 r/min的转速,50 mm/min的焊接速度下可获得无缺陷接头;焊缝主要由搅拌区和热力影响区组成,具有明显的马氏体淬硬组织特征;高温热影响区为淬硬马氏体和回火马氏体混合组织,低温热影响区为过回火马氏体组织. 焊缝区具有晶粒细化特征,其晶粒尺寸约为母材69.2%. 焊缝区产生明显硬化,最高硬度约为母材硬度值的2.0倍. 焊接接头抗拉强度达到母材98%以上,搅拌区和热影响区冲击吸收能量分别达到母材的77.8%和87.4%,表明搅拌摩擦焊接头仍具有较好强韧匹配.