SiCp/AZ61镁基复合材料制备工艺的优化

采用半固态搅拌法制备了SiCp／AZ61镁基复合材料。利用正交试验法研究了SiC颗粒加入量、搅拌温度、搅拌时间等关键工艺参数对SiCp／AZ61镁基复合材料力学性能的影响。结果表明，SiC颗粒加入量对复合材料的力学性能有着显著的影响，其次是搅拌时间和搅拌温度。在试验条件下，SiCp／AZ61镁基复合材料的半固态搅拌工艺方案可优化为：SiC颗粒加入量为6％，搅拌温度为595℃，搅拌时间为5min。断口分析显示，增强颗粒加入量为6％的SiCp镁基复合材料室温断口形貌呈脆性断裂特征。     

纳米SiC颗粒增强镁基复合材料半固态搅拌法制备工艺优化

采用半固态机械搅拌铸造法,制备了增强体平均粒径50 nm的Si C颗粒增强镁基复合材料(n-Si Cp/Mg9Al),分别对不同质量分数纳米颗粒、不同搅拌时间和不同搅拌温度时,复合材料的微观组织和力学性能进行了研究。结果表明,随着Si C含量的增加,合金基体组织先细化后又出现变粗的现象,适当延长搅拌时间能更有效地细化组织,在较低温度下搅拌可以更明显地细化复合材料的微观组织。合金抗拉强度随着Si C含量的增加先增加后降低,在Si C含量为1.5%时最好,为198 MPa。在含量为2%时又有所降低,但是高于不加Si C时。搅拌时间为15 min时,复合材料的屈服强度、抗拉强度较之基体分别提高了12.8%、22%,断后伸长率由基体合金的2%提升到4%。继续延长搅拌时间到30 min,材料的室温拉伸性能出现明显恶化。不同搅拌温度下Si Cp/Mg9Al纳米复合材料与铸态Mg9Al合金相比其室温拉伸性能有明显提高,搅拌温度为600℃的Si Cp/Mg9Al纳米复合材料的室温拉伸性能最好,其屈服强度、抗拉强度和断后伸长率分别为106 MPa、155 MPa和4%。     

电磁搅拌半固态AZ91D合金组织的微观研究

对电磁搅拌作用下半固态AZ91D的微观组织特征进行了研究.结果表明在常规条件下,AZ91D初生α-Mg相的形态特征为互成60°的六瓣二次枝晶臂均匀分布于一次枝晶臂上,且冷速较高时比低冷速时晶粒细小;而在电磁搅拌条件下,其初生相形态变为了典型的蔷薇状,且外围轮廓圆整;通过位相扫描显微镜(EBSD)和截面金相法对电磁搅拌半固态AZ91D初生固相的三维形态进行了研究,发现在搅拌频率较低时,二维金相中呈蔷薇状的固相颗粒在三维上属同一晶粒,且其外接轮廓形态为短圆柱形或椭球形;另外,高的电磁搅拌频率,使得半固态AZ91D组织中初生固相的形态发生了转变,蔷薇状的晶粒发生了碎化,而转变为更细小且分散的粒状或近球形晶粒.     

热挤压对SiCw／MB15镁基复合材料组织和性能的影响

利用SEM，TEM，X射线衍射仪等方法，研究了挤压对SiCw／MB15镁基复合材料组织和性能的影响。结果表明：热挤压后复合材料组织更加均匀，SiC晶须长轴与挤压方向平行，晶须的增强作用得到了充分的发挥，显著提高了SiCw／MB15镁基复合材料的力学性能。     

热挤压变形对搅拌铸造SiCp/2024复合材料显微组织与力学性能的影响

利用搅拌铸造?热挤压工艺制备SiCp/2024复合材料板材。通过金相观察(OM)、扫描电镜(SEM)及力学性能测试等手段研究了该复合材料热挤压变形前后的显微组织与力学性能。结果表明,复合材料铸坯主要由大小为80μm~100μm的等轴晶组成,晶界第二相粗大呈非连续状分布,SiC颗粒较均匀地分布于基体合金,大部分SiC颗粒沿晶界分布,少数颗粒分布于晶内;热挤压变形后,显微孔洞等铸造缺陷和SiC颗粒团聚现象明显消除,SiC颗粒及破碎的第二相沿热挤压方向呈流线分布,复合材料的强度和塑性显著提高;拉伸断口表明,热挤压变形有利于改善SiC颗粒与基体合金的界面结合;SiCp/2024复合材料主要的断裂方式为SiC颗粒断裂和SiC/Al的界面脱粘。     

搅拌铸造金属Ti颗粒增强AZ91D复合材料的组织与力学性能

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和室温拉伸力学性能测试研究了搅拌铸造制备金属Ti颗粒增强AZ91D复合材料的搅拌温度(580 ～ 710℃)、速度(300 ～ 500 rpm)和时间(10 ～ 30 min)对Ti颗粒分布均匀性、微观组织和力学性能的影响.试验结果表明,复合材料铸锭底部的Ti颗粒体积分数比顶部高,提高搅拌...     

漂珠/AZ91D复合材料微观组织与性能的研究

采用搅拌铸造法,向镁合金熔体中添加漂珠,制备了漂珠/AZ91D复合材料,研究了该复合材料微观组织的均匀性、相组成、力学性能和阻尼性能。结果表明,漂珠在基体中分布均匀,无偏聚现象。在复合材料制备过程中,漂珠与镁合金熔体发生反应并被填充,使得复合材料中有Mg₂Si和MgO相生成。与基体合金相比,复合材料的力学性能和阻尼性能均得到明显提高。复合材料的断裂是以解理断裂为主的脆性断裂,在断裂过程中漂珠壁被撕裂。复合材料的阻尼机制主要是位错阻尼和界面阻尼。     

搅拌工艺参数对半固态AZ91D镁合金流变性能的影响

通过自行设计制造的一套半固态镁合金机械搅拌装置，制备了AZ91D镁合金半固态浆料，研究了工艺参数对半固态镁合金流变性能的影响。结果表明，适合镁合金的半固态温度为560～570℃，其相对应的固相体积分数为41％～48％。在剪切速率为79．75s^-1、剪切时间为240s时就可使半固态镁合金获得良好的流变性能。     

热挤压和脉冲电流对AZ91镁合金及其复合材料显微组织和力学性能的影响

为探究SiC_p对AZ91镁合金在电脉冲处理过程中组织和性能演变规律的影响,通过在AZ91合金中添加1%(体积分数)微米级SiC_p制备了SiC_p/AZ91复合材料,联合低温正挤压和电脉冲处理对AZ91合金和SiC_p/AZ91复合材料的组织进行细化,利用光学显微镜分析显微组织的演化,测试合金和复合材料的室温力学性能。结果表明,和AZ91合金相比,添加了增强相颗粒后的复合材料挤压之后具有更高的位错密度和形变储存能,从而促进电脉冲处理时的静态再结晶过程。电脉冲处理后的AZ91合金及复合材料的屈服强度和抗拉强度分别为320、450 MPa和380、454 MPa。由于SiC_p与镁基体界面处应力集中而形成的微裂纹,导致复合材料抗拉强度增幅较小。     

电磁搅拌下半固态AZ91D镁合金的组织形成

利用电磁搅拌装置、合金熔体淬火方法和EBSD位相显微分析技术,在不同的搅拌功率下,研究了电磁搅拌对半固态AZ91D镁合金微观组织的作用.结果表明,在电磁搅拌条件下凝固,AZ91D镁合金组织中的初生α-Mg得到明显细化,初生α-Mg转变为细小的蔷薇状或球状,EBSD检测表明这些球状初生α-Mg晶粒在空间上大多属于不同的晶粒;电磁搅拌功率是重要的制备参数,搅拌功率越大,半固态AZ91D镁合金组织中的蔷薇状初生α-Mg越少,而球状初生α-Mg越多,晶粒也越细小;在电磁搅拌条件下,AZ91D镁合金熔体的激烈流动导致了较为均匀的温度场和溶质场,也导致了更加剧烈的温度起伏,这些现象导致了半固态AZ91D镁合金组织的形成.     

SiCp/AZ91镁基复合材料的搅拌混合过程分析

镁基复合材料具有高的比强度、比刚度,较好的耐磨性、耐高温及减震性能,在航空、航天特别是汽车工业中具有潜在的应用前景。在制备颗粒增强镁基复合材料的各种方法中,搅拌熔铸工艺设备简单,成本低,最有希望实现大规模工业生产。在实验基础上建立了搅拌混合过程的动力学和热力学机制,制备了一种颗粒分布均匀的SiCp/AZ91镁基复合材料。     

碳纤维增强AZ91D复合材料微观组织

采用压力浸渗法制备碳纤维增强AZ91D镁基复合材料,利用扫描电子显微镜、能谱分析仪、透射电子显微镜等分析测试手段对其微观组织进行研究.结果表明,基体镁合金中的Al元素在界面处发生偏聚.随着纤维石墨化程度提高,界面反应程度降低,界面反应物Al4C3的量逐渐减少.由于受到复合材料制备过程中产生的热应力以及制备压力的共同作用,致使基体镁合金发生塑性变形,在近界面区形成大量的位错.在远离界面的基体合金中存在大量块状和杆状的a-Mg17Al12析出相.     

原位合成TiC/AZ91复合材料力学性能的研究

采用重熔稀释法原位制备了不同质量分数的TiC颗粒增强的镁基复合材料,并对复合材料进行了力学性能测试。结果表明,原位合成的镁基复合材料的强度相比基体合金有了明显提高,塑性稍微降低。镁基复合材料强度的增加主要是因为位错强化、弥散强化和细晶强化协调作用的结果。     

纳米SiC颗粒增强AZ91D复合材料的制备及性能

利用高能超声辅助法制备纳米SiC颗粒(n-SiCp)增强AZ91D镁基复合材料(n-SiCp/AZ91D),并对其显微结构和室温力学性能进行测试分析。结果表明:纳米SiC颗粒的加入能够起到细化晶粒的作用,纳米颗粒在基体中的分布比较均匀,超声波辅助技术能够有效地分散纳米颗粒,在重力铸造下所制备的复合材料的抗拉强度、屈服强度和硬度均高于基体,尤其是屈服强度较基体提高了57%。     

电磁搅拌对镁合金AZ91D半固态组织的影响

研究了电磁搅拌强度和搅拌时间对镁合金AZ91D丰固态组织的影响.结果表明:提高搅拌强度和延长搅拌时间均有利于非枝晶组织的形成.电磁搅拌使初生α-Mg由枝晶状变为球状,是由于搅动引起熔体内热量和物质的快速混合,使熔体内各处的温度和成分均匀,不仅使已生成的树枝晶沿根部熔断分离,而且消除了枝晶生长的条件,无论是熔断的枝晶碎块还是新生成的晶核均生长成球状或近球状.     

TiP/AM60复合材料的组织与力学性能

采用超声振动辅助半固态搅拌法在不同搅拌速度下制备了钛颗粒增强AM60镁基复合材料。显微组织结果表明,加入Ti颗粒后,晶粒尺寸增大,Ti颗粒界面处析出Al₈Mn₅相,Ti颗粒与Mg基体的界面结构为结合良好的共格界面。拉伸试验结果表明,Ti_P/AM60复合材料的抗拉强度高于AM60镁合金基体。随着搅拌速度从300 r/min增加到900 r/min,抗拉强度和伸长率均先增大后减小。当搅拌速度为 600 r/min时,Ti_P/AM60复合材料的抗拉强度和伸长率分别达到最大值183 MPa和14.3%。与AM60基体合金相比,复合材料的抗拉强度提高了15%,延伸率提高了51%。     

复合场对TiB2/AZ31复合材料组织和性能的影响

利用熔体内高温自蔓延反应制备了TiB2/AZ31复合材料,通过金相、扫描电镜、力学性能测试等技术考察了复合场对镁基复合材料铸态、均匀化态和轧制态微观组织和力学性能的影响。结果表明,TiB2/AZ31复合材料施加复合场后,α-Mg基体得到了显著的细化,铸态组织中的骨骼状β-Mg17Al12相渐渐向层片状共晶组织转变,并且使TiB2颗粒团簇的尺寸明显减小,均匀的分布于基体中。由于TiB2颗粒和复合场的引入,复合材料轧制态组织中切变带变得更窄更密集,TiB2颗粒团簇在流变应力作用下有少许的破碎,并沿着轧制变形流线分布。另外,复合材料的力学性能得到了明显改善,其中抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到351 MPa,315 MPa和7.7%。     

Microstructure and Mechanical Properties of CNT-Reinforced AZ91D Composites Fabricated by Ultrasonic Processing

Carbon nanotube(CNT)-reinforced AZ91 D alloy composite was fabricated by ultrasonic processing.The microstructure and mechanical properties of the CNTs/AZ91 D composites were investigated.Obvious grain refinement was achieved with the addition of 0.5 wt%CNTs.The SEM observation indicated that CNTs were distributed near the grain boundary or around the inter-grain β-Mg_(17)Al_(12) phase.No evident reaction product was found at the interface between CNTs and AZ91 D matrix.Compared to the monolithic AZ91 D alloy,the yield strength,ultimate tensile strength,and elongation of the 0.5 wt%CNTs/AZ91 D composite were improved significantly.However,the poor interface bonding between CNTs and AZ91 D matrix restricted further improvement in mechanical properties.     

挤压铸造准晶增强AZ91D镁基复合材料组织与性能

为了改善AZ91D镁合金的性能,采用挤压铸造法制备了Mg-Zn-Y准晶中间合金增强AZ91D镁基复合材料,研究了准晶中间合金含量对复合材料组织和性能的影响。结果表明挤压铸造工艺可以有效细化晶粒,复合材料的显微组织主要由α-Mg基体、晶界上分布的β-Mg17Al12相以及Mg3Zn6Y准晶颗粒组成,准晶颗粒和α-Mg基体之间形成稳定结合。当准晶中间合金含量为5%时,抗拉强度和断后伸长率达到最大值,分别为194.3MPa和9.2%。复合材料的强化机制为细晶强化和准晶颗粒强化。