Mg对SiCp/Al复合材料腐蚀行为的影响

通过盐雾实验和周期浸润实验研究了Mg含量对ZL101基SiCp/Al复合材料在中性及酸性环境中的腐蚀行为.分别采用失重法、X射线衍射仪以及扫描电镜测定腐蚀速率、分析腐蚀产物的物相组成以及观察表面形貌.结果表明:加入Mg后,SiCp/Al复合材料的极化曲线出现了自腐蚀电流明显缓冲平台及钝化区,合金表面生成具有保护性的Al...     

爆炸复合Al/Mg/Al叠层板轧制过程数值模拟研究

采用有限元法研究了爆炸复合制备Al/Mg/A1叠层板的轧制过程.结果表明:280℃时AZ31、7A52两种合金流变应力接近,具有较好的塑性,有利于叠层板轧制的均匀变形;咬入后开始阶段应变主要集中在铝合金板上,而镁合金板只有少数部位出现应变;随时间延长,铝合金板与镁合金板均发生了较为均匀的变形,有利于整体形变强化;随压下率的增加,铝合金板和镁合金板各点最大应变、最大应力、轧制力、咬入时间均增加,确立了压下率与最大轧制力、压下率与咬入时间的关系.     

Csf/Mg复合材料热压缩流变行为及本构关系

利用Gleeble1500D试验机对真空浸渗法制备的Csf/Mg复合材料进行热压缩试验,研究了在596~696 K,应变速率5×10-3~5×10-1s-1,最大真应变0.6变形条件下的塑性变形力学行为。根据Csf/Mg复合材料热压缩试验数据及其力学行为特征,采用多元非线性回归方法建立了其高温粘塑性力学本构关系模型,克服了以往Arrhenius模型只能计算峰值应力或稳态应力的不足。结果表明,流变应力的预测值与试验值绝对误差平均值为8.95%,相关系数0.9549。     

Mg/Al复合材料成型及其组织性能研究

选取Mg-8.5Al-0.5Zn-0.2Mn合金、ZAlSi12合金和中间隔板1060合金为原料,采用铸造成型的方法制备出了Mg/Al层状复合材料,研究了中间隔板厚度对复合材料组织和力学性能的影响。结果表明,复合材料中Mg-8.5Al-0.5Zn-0.2Mn合金、ZAlSi12合金和中间1060合金层结合紧密、在界面处无明显缝隙或者孔洞存在;在过渡层与Mg-8.5Al-0.5Zn-0.2Mn合金和ZAlSi12合金界面处都存在一定的硬度梯度,且中间过渡层硬度都要低于Mg-8.5Al-0.5Zn-0.2Mn合金和ZAlSi12合金母材;中间隔板厚度对Mg/Al复合材料的强度影响较小,而断后伸长率随着中间隔板厚度的增加而逐渐降低。     

Nd对Mg2Si/Al复合材料干滑动摩擦磨损行为的影响

考察了Nd对原位自生Mg2Si/Al复合材料显微组织和干滑动摩擦磨损行为的影响.结果表明,在Mg2Si增强的Al基复合材料中添加适量的稀土元素Nd,对初生和共晶Mg2Si能够同时起到良好的变质作用,初生Mg2Si的形貌由粗大的树枝状或多角形块状转变为细小的块状,而共晶Mg2Si则由粗大的片状转变为细小的片状、纤维状或点状.并且初生和共晶Mg2Si尺寸大大减小.添加Nd后复合材料的磨损率和摩擦因数均比未添加Nd的复合材料低;添加0.5％的Nd(质量分数)使复合材料的磨损机理由磨粒、粘着及疲劳的综合磨损转变为单一的轻微磨粒磨损.     

应变率和温度对TC4_网/Al复合材料动态压缩性能的影响规律

以TC4钛合金纤维为增强体,5A06铝合金为基体,采用压力浸渗法制备二维连续纤维网增强铝基复合材料(TC4_网/Al)。利用万能材料试验机和分离式霍普金森压杆对TC4_网/Al复合材料分别进行准静态压缩和动态压缩,研究复合材料在室温和高温下的压缩性能。结果表明：该复合材料不论在室温还是高温均表现为正向应变率效应。对复合材料进行准静态压缩(应变率≤1 s~(-1)),当试验温度≤100℃时,试样均沿与轴向约呈45°方向的斜面发生破坏;试验温度≥250℃时,试样没有破坏而发生鼓肚变形。动态压缩(应变率为1500 s~(-1))时,无论在室温还是高温下,该复合材料均未发生破坏。     

轧制压下率对Cu/Al层状复合材料界面扩散层生长的影响

采用金相显微镜、SEM及EDS等分析手段对Cu/Al冷轧复合界面结合机理进行研究,建立扩散退火阶段不同轧制压下率时的扩散层生长动力学方程,并探讨了不同压下率对界面扩散层生长的影响。结果表明,轧制复合阶段界面形成激活中心数量随压下率的升高而增加,当压下率为75%时达到峰值。另外,压下率在退火温度较高时对扩散层生长影响显著。     

超声波对原位Mg2Si/Al复合材料中初生Mg2Si形态的影响

采用光学显微镜和场发射扫描电镜,研究超声波对原位 Mg2Si/Al 复合材料中初生 Mg2Si 形态的影响。研究结果表明：超声波处理使初生Mg2Si的晶粒尺寸从150μm降低到20μm,初生Mg2Si形态发生改变。在二维形貌中,未实施超声波振动处理的初生Mg2Si晶粒生长为含有空腔的粗大颗粒,共晶组织生长于其中,相应的三维形态为含有漏斗状空腔的八面体和十四面体。超声波处理后的初生Mg2Si晶粒变成细小、实心三维形态的颗粒,颗粒棱角已发生钝化效应。     

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.     

Si及变质处理对Mg2Si/Mg复合材料的影响

分析了Mg-Si二元合金直接原位形成Mg2Si/Mg复合材料的过程,研究了Si含量以及变质处理对复合材料组织和性能的影响。试验结果表明,随着合金中Si含量的增加,合金的流动性降低,复合材料中原位Mg2Si的数量增多,树枝晶形态更为发达;对优化的Mg-8Si合金,进行混合稀土(MM)和Sb变质处理,可明显改善Mg2Si的形态和分布,但Sb变质的效果要好于MM。合金经质量分数为1.2%的Sb变质处理后,Mg2Si以颗粒状均匀分布在Mg基体中,从而使复合材料具有较好的耐磨性。     

Si3N4p/Al复合材料动态压缩性能研究

采用无压浸渗的方法制备了陶瓷(Si3N4p)含量为34.4%、46.3%和51.4%的3种Si3N4p/Al复合材料,应用分离式霍普金森压杆装置测试了复合材料在不同应变率下的动态压缩性能,并与准静态压缩性能进行了比较.分析了应变速率和陶瓷含量对复合材料动态性能的影响规律,探讨了复合材料微观组织特征对复合材料动态性能的影响机制.研究结果表明,Si3N4p/Al复合材料的动态压缩强度高于准静态压缩强度;在动态压缩过程中,高应变率载荷导致复合材料铝合金基体中具有高位错累积速率和较高的温升,因而复合材料动态压缩响应表现为"应变率硬化"效应和"热软化"效应的耦合.复合材料的动态压缩强度随着陶瓷含量增加而增加;热软化效应则随陶瓷含量增加、铝合金变形能力下降而相应减弱.     

Al3Ti／Mg复合材料磨损行为的研究

研究了原位反应烧结法制备的Al3Ti/Mg复合材料的磨损行为,并且与纯镁和AZ91镁合金进行了比较.结果表明,原位内生Al3Ti颗粒能有效地增强镁基体,Al3Ti/Mg复合材料的耐磨性比纯镁和AZ91镁合金有明显的提高,且随Al3Ti颗粒增强相体积分数的增加,复合材料的耐磨性呈现上升的趋势;磨损表面的微观形貌显示,Al3Ti颗粒均匀分布在镁基体内部,且与基体结合牢固,起到了承担载荷和推迟复合材料磨损的作用.     

动态载荷下胞状铝合金的压缩行为

用分段式Hopkison压杆研究了胞状铝合金及胞状纯铝在高应变速率(600～1800s-1)下的压缩行为.试验表明,胞状纯铝的平台应力随应变速率的增大缓慢增加,而胞状铝合金的平台应力对应变速率不敏感,后者在上述应变速率条件下,可以不考虑应变速率的变化,可以静态压缩σ-ε数据作为应用参考.     

Al2O3f／Mg-9Al-0．5Nd复合材料的组织与压缩性能

采用无压浸渗技术制备了Al2O3f/Mg-9Al-0.5Nd复合材料,利用扫描镜、X射线衍射仪、电脑伺服材料试验机,研究了复合材料的微观组织变化、压缩性能和断口形貌.结果表明,复合材料组织中出现了Mg2Si新相和少量的粒状和杆状稀土相;热处理后Mg2Si有增多的趋势,尺寸略有增大;复合材料经过T4和T6处理后压缩强度有所下降,由铸态的346.5 MPa下降到250.5 MPa和327.5 MPa;经T6处理后,复合材料的压缩断裂方式由准解理断裂变为混合断裂,存在少量纤维从基体中拔出的现象.     

Ce及Mg对SiCp/Al复合材料界面润湿性的影响

采用液态搅拌法制备了SiCp/ZL105复合材料,并对其界面行为进行了研究.试验结果表明,表面活性元素Mg的加入能降低铝合金熔体的表面张力,进而改善SiC颗粒与铝基体间的界面润湿性,增强SiC颗粒与基体间的浸润复合;而加入富铈混合稀土后没有收到明显的效果.分析认为,Mg对铝液表面张力及其在颗粒表面润湿性的改善是通过在颗粒与熔体间引发了化学反应达到的,并非仅物理作用.在本试验条件下,Mg的加入引发了MgAl2O4在颗粒表面的生成,达到了改善界面润湿性的效果;而富铈稀土加入后,未在SiC颗粒与铝熔体间引发界面反应.     

Cf增强Ti/Al基层状复合材料的组织与性能研究

利用箔-纤维-箔（FFF）法结合真空热压（VHP）技术制备新型的Cf增强Ti/Al基层状复合材料。借助扫描电镜（SEM）,能谱分析（EDS）,X射线物衍射物相分析测试（XRD）,弯曲实验,压缩实验等对不同热压工艺参数下材料的组织及性能进行研究。结果表明,最佳热压工艺为700℃-30MPa-1h,材料弯曲强度可达469MPa,抗压强度可达324MPa。新型Cf增强Ti/Al基层状复合材料结构为韧-脆相交替的叠层,该结构可有效阻碍裂纹扩展并延长其扩展路径,吸收大量的断裂能,以此提高材料的性能。在Ti/Al界面处生成Al3Ti和Ti5Si3强化相;在Al/Cf界面处形成了Al4C3和SiC相。Si元素促进Ti、Al结合及强化相Ti5Si3的析出,并提高Al、C润湿性。     

织物结构对C_f/Al复合材料微观组织与压缩性能的影响

选用ZL301合金为基体材料,采用2.5D浅交直联、三维正交和三维五向等3种结构编织了M40J碳纤维预制体,采用真空压力浸渗法制备纤维体积分数为50%的3D-C_f/Al复合材料。主要研究了织物结构对C_f/Al复合材料微观组织与压缩强度的影响。结果表明,织物结构对C_f/Al复合材料的致密度、微观组织和压缩性能影响较大。其中三维正交结构的C_f/Al复合材料的致密度和压缩强度最大,分别为99.2%和417MPa;而2.5D浅交直联结构的C_f/Al复合材料的致密度和压缩强度最小,分别为95.3%和99.8MPa。     

6061/AZ31B/6061对称复合板的组织与力学性能研究

本文在理论分析与模拟计算的基础上,通过热轧制备了6061 Al/AZ31B Mg/6061Al对称复合板,并对其组织结构和力学性能进行了研究。首先通过经典复合板理论计算得到了复合板中6061Al的最佳包覆率,再通过有限元方法模拟得到了复合板的最佳压下率。依据理论分析和仿真计算得到的铝的最佳包覆率和复合板的最佳压下率,对6061 Al/AZ31B Mg/6061Al复合板进行组坯,并在不同轧制温度、不同压下率和不同退火时间下进行了轧制实验,最后对实验得到的复合板进行了微观组织、拉伸性能和能谱分析。结果表明,在复合板的复合界面处的镁层中发现了再结晶晶粒,且界面上形成了由Mg17Al12和Mg2Al3组成的金属间化合物;随着轧制压下率的增大,6061 Al/AZ31B Mg/6061Al复合板的拉伸强度、延伸率和界面扩散厚度显著增大;随着轧制温度的升高,复合板的拉伸强度、延伸率和界面扩散厚度也增大;而随着退火时间的增加,复合板的拉伸强度降低,但界面扩散厚度增加。