挤压铸造SiC_p/LY12复合材料的组织与性能

探讨了挤压铸造SiCp/LY12复合材料的组织与性能特征及其相互之间的关系。研究表明,其基体组织晶粒细小, SiC颗粒基本呈均匀随机分布,无明显堆积及脱粘现象,且与基体结合良好。抗拉强度和弹性模量比基体材料分别提高 20％～32％和7.6％～43％,从而为颗粒增强金属基复合材料管、棒材的制备提供了一种减少工序,节能节材的可行方法。     

SiC_p表面处理对SiC_p/6061Al复合材料性能的影响

为提高SiC_p/6061Al复合材料的性能,采用不同方法对SiC颗粒进行了表面处理,并通过直热烧结法制备了不同SiC表面改性状态的SiC_p/6061Al复合材料。研究表明:经过酸洗+高温氧化处理后SiC_p表面生成了一层Si O2膜,SiC_p的棱角发生钝化,颗粒形貌发生改变;经过碱洗+K_2ZrF_6处理后,SiC_p表面得到粗化,并在SiC_p表面析出K_2ZrF_6。对SiC_p进行不同表面处理后,制得的SiC_p/6061Al复合材料的性能都得到很大改善,而且碱洗+K_2ZrF_6处理这种表面处理方法对复合材料性能的改善效果最佳。     

半固态搅拌铸造SiC_p/6061铝基复合材料的组织与性能

采用半固态搅拌铸造方法制备了SiCp粒径为20~50μm的SiCp/6061铝基复合材料,研究了SiCp粒径对铝基复合材料显微组织、力学性能及耐磨性能的影响。结果表明,随着SiCp粒径增大,SiCp在铝基复合材料内的分散均匀性提高,但铝基复合材料的抗拉强度和伸长率下降。铝基复合材料的断裂机制为SiCp与基体合金之间界面脱粘和SiCp断裂共同作用。复合材料的耐磨性随着SiCp粒径的增大而逐渐提高,其磨损机理为粘着磨损和磨粒磨损共同作用,且随着SiCp粒径的增大,磨粒磨损作用起主导作用。     

颗粒尺寸对SiCp/6061铝基复合材料组织与性能的影响

采用搅拌铸造方法制备颗粒尺寸为20～50 μm的SiCp/6061铝基复合材料,研究了SiC颗粒尺寸对6061铝基复合材料显微组织、拉伸力学性能和耐磨性能的影响.结果表明:通过搅拌铸造方法制备6061铝基复合材料,SiC颗粒在6061铝基复合材料中分布较为均匀,且随SiC颗粒尺寸增大,6061铝基复合材料中SiC颗粒的分布均匀性提高.SiC颗粒尺寸越小,6061铝基复合材料的抗拉强度和伸长率越高.在SiC颗粒尺寸为20μm时,6061铝基复合材料的抗拉强度和伸长率分别为296MPa、5.5％.随SiC颗粒尺寸增大,6061铝基复合材料的耐磨性能提高,磨损率逐渐下降.     

Zn和SiC_p对挤压铸造镁合金组织和性能的影响

根据微观结构及物相分析、静态失重法、极化曲线试验,研究了Zn及SiC_p对镁合金组织和性能的影响。结果表明,相比于Mg-8Zn-0.6Zr,Mg-12Zn-0.6Zr与SiC_p/Mg-12Zn-0.6Zr中Mg_7Zn_3相的含量及分布明显发生改变。对应的3种合金在90℃、3%的KCl溶液中的分解速率分别为2.30、5.62、7.24 mg·cm~(-2)·h~(-1)。分解过程中抗压强度随镁合金质量损失呈线性下降。分解速率提高的主要原因是α-Mg相的阳极溶解、微小粒子的脱离及腐蚀产物对分解过程无阻滞作用。     

热处理对挤压铸造SiC_p/ZL101铝基复合材料组织与性能的影响

通过半固态机械搅拌法和近液相线法制备了SiC_p(μm级)质量分数为3%的ZL101铝合金半固态坯料,对坯料二次加热后挤压获得SiC_p/ZL101铝基复合材料。研究了固溶和时效处理对复合材料显微组织和性能的影响。结果表明,挤压铸造制备的SiC_p/ZL101复合材料显微组织由近球形的α-Al、长条状的共晶Si组织,以及多边形的SiC颗粒组成。经过固溶处理后,共晶Si转变为近球状;时效处理后,基体和第二相界面的析出相数量增加,复合材料的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到320 MPa、244 MPa和6.91%,显微硬度(HV)为114,复合材料的断裂形式由微孔聚集型断裂转变为准解理断裂。     

合金颗粒对SiC_p/7075Al复合材料组织和性能的影响

采用挤压铸造制备SiC_p与合金颗粒混杂增强的铝基复合材料,合金颗粒选用Ti-6Al-4V和Ni60颗粒,对比分析其微观组织和力学性能的差异。结果表明,相对于SiC_p增强铝基复合材料,Ti-6Al-4V颗粒的加入使复合材料力学性能提高,Ni60颗粒使其降低。这是由于Ti-6Al-4V颗粒能够与基体实现良好的界面结合,使得Ti-6Al-4V颗粒能够较好地承载复合材料中产生的应力。而Ni60颗粒与基体发生强烈的界面反应,形成较厚的金属间化合物过渡层,大幅降低复合材料的负载能力。     

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。     

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％。     

纳米颗粒含量对SiC_p/A356复合材料组织和性能的影响

采用超声机械搅拌方法制备出了不同质量分数的纳米SiC_p/A356复合材料,并研究了SiC_p含量对合金微观组织以及性能的影响。结果表明,基体A356合金微观组织由粗大初生α-Al树枝晶和长针状的共晶相组成,但随着SiC_p的加入,初生α-Al相从粗大树枝晶向玫瑰状转变,晶粒得到了明显细化,并且共晶Si逐渐变短并部分圆整化。纳米SiC_p在共晶Si周围分布均匀,并没有发现大范围的团聚现象。不同SiC_p含量的复合材料的室温抗拉强度、屈服强度、伸长率相对于基体都有了较大的提升。当SiC_p含量为2%时,抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为226 MPa、128 MPa、5.6%,较基体分别提高了19%、58%、22%。     

挤压铸造SiC_p/ZL111铝基复合材料

研究了含量为20%的SiC颗粒增强ZL111铝基复合材料锭重熔后,挤压铸造件的组织和性能。结果表明,可以采用卧式挤压铸造方法制备铝基复合材料铸件,浇注温度为710℃,挤压冲头速度为0.4m/s,比压为135MPa;组织内SiC颗粒分布仍然保持分散,没有发生团聚,铸件不同部位SiC含量基本一致;但是SiC颗粒只分布在共晶组织内;铸件耐磨性显著提高,导致切削加工刀具磨损急剧增加,但布氏硬度(HB)为76.7～94.4,与ZL111铝合金相差不多。     

颗粒形貌对SiC_p/Al复合材料热性能的影响

为研究SiC颗粒形貌对SiC_p/Al复合材料热性能的影响,采用水刀对颗粒进行预处理以圆整颗粒的尖角,随后通过挤压浸渗工艺制备了67vol%SiC_p/Al复合材料。同时,采用DEM模型、Kerner模型、Turner模型和2D有限元模型分别对复合材料的导热率、热膨胀性能进行了预测。对比模拟结果和实验结果说明,2D有限元模型的模拟结果与实验结果更为接近;SiC颗粒形貌对本研究复合材料的导热、膨胀性能有直接影响。长径比较小的颗粒有利于热量的均匀扩散,所制备的复合材料具有更高的导热率,同时导热率和热膨胀系数具有各向同性;长径比较大颗粒制备的复合材料由于热量在长度方向和径向的传热具有差异,从而导致其导热率和热膨胀性能具有各向异性。     

挤压铸造10SiC_p/A356铝基复合材料的摩擦磨损性能

采用搅拌铸造法制备了SiC_p颗粒含量为10%的SiC_p/A356铝基复合材料熔体,分别在0.1(重力)、50、75和100MPa的挤压压力下进行挤压铸造,并将制得的复合材料与HT250进行对磨试验,研究了不同挤压压力下复合材料的摩擦磨损性能。结果表明,随着挤压压力增加,复合材料的孔隙率减小,致密度和硬度均增大;在铸态和T6态下,复合材料的磨损率减小,摩擦因数增大。挤压压力有效提高了颗粒与基体的界面结合强度,挤压压力为100 MPa时,SiC_p发生破裂而脱落,磨损机理为磨粒磨损。     

稀土对6061铝合金组织和挤压性能的影响

向6061铝合金中添加的混合稀土,采用金相显微镜和扫描电镜,在6 MN热挤压机上研究稀土元素对6061铝合金铸态组织和热挤压性能的影响。结果表明,添加稀土后,铝合金的晶粒得到细化,晶界有少量稀土相析出。挤压时挤压力降低,挤压时间缩短。同时合金能够保持很好的力学性能。适量稀土可改善6061铝合金的挤压工艺性能,对制品力学性能影响不大。     

粉末半固态触变挤压SiC_p/2024复合材料的组织与性能

采用粉末半固态触变挤压工艺制备SiC含量为5%、10%和15%的2024铝基复合材料棒材,研究了真空烧结工艺和SiC颗粒含量对复合材料组织及性能的影响。结果表明,孔洞的存在对复合材料性能影响较大。经过真空处理的复合材料孔隙率比未经处理的减小65.3%,抗拉强度提高了9.7%。随着SiC含量的提高,复合材料的强度、硬度增加,塑性降低,SiC含量为15%的复合材料抗拉强度相比SiC含量为5%的复合材料提高了14.1%,伸长率则降低了51.9%,而且随着SiC含量的增加,脆性断裂趋势更加明显。     

热挤压工艺参数对挤压铸造SiCw/L3复合材料组织和性能的影响

研究了挤压比和挤压温度对挤压铸造ＳｉＣｗ／Ｌ３ 复合材料组织和性能的影响。结果表明,当挤压温度升高时, 晶须沿挤压方向定向排列程度基本未变, 而晶须的折断程度则减弱, 导致复合材料的抗拉强度提高; 当挤压比增大时, 晶须沿挤压方向定向排列程度增大, 晶须的折断程度也增大, 这两个决定强度的相反过程造成了复合材料的抗拉强度在挤压比为１８∶１ 时出现最大值。用修正的混合法则预测挤压态复合材料强度时, 必须增大基体对强度贡献部分的系数ｃ＊ 。     

温差挤压SiC_p/AZ91D复合材料的组织和力学性能

通过扫描电镜、透射电镜、拉伸性能测试等方法,在坯料表面温度为350℃,温度差为150℃进行温差挤压,通过在AZ91复合材料中添加不同含量SiCp来研究其显微组织和力学性能。结果表明,随着SiCp含量的不断增加,复合材料中晶粒更加细小且分布更加均匀。这主要是在挤压下,复合材料中出现非基面滑移和形变孪晶,使组织分布更加均匀。SiCp的加入可以作为晶粒再结晶形核核心,促使再结晶晶粒的形成,晶界处的SiCp可阻碍晶界运动,细化晶粒。在SiCp含量为0.50%时,AZ91复合材料的力学性能最佳,其抗拉强度和屈服强度分别达到315 MPa和209 MPa,伸长率达到10.3%。     

挤压复合铸造7075/6061双金属铸锭的界面组织与性能

采用挤压复合铸造工艺制备出具有半固态组织/枝晶组织分布特征的7075/6061包覆型双金属复合铸锭,并对复合铸锭界面处的组织及硬度进行了分析.结果表明,界面结合良好,为冶金结合,无杂质和氧化皮存在.界面处组织过渡平缓,7075铝合金固相颗粒呈一定规律性分布;除Zn元素浓度呈明显梯度变化外,其它合金元素分布较均匀.界...     

烧结温度对SiC_P/6061Al复合材料组织和性能的影响

采用粉末冶金法制备了SiC体积分数为30%的SiC_P/6061Al复合材料。分析了该复合材料加热过程的热化学变化和烧结后的相产物。观察了该复合材料的显微组织。测试了该复合材料的密度和力学性能。研究了烧结温度对该复合材料组织和性能的影响。结果表明:制备SiC_P/6061Al复合材料合适的烧结温度为550~605℃。随烧结温度的提高,复合材料的密度和抗拉强度均增大;在600℃烧结时制备的复合材料的基体与增强体的界面结合情况良好。     

热处理对挤压态7090/SiC_p复合材料组织和力学性能的影响(英文)

采用喷射沉积的方法制备SiCp增强超高强Al-10%Zn-3.6%Mg-1.8%Cu-0.36%Zr-0.15%Ni复合材料。使用透射电镜(TEM)和能谱仪(EDS)对挤压并热处理过的合金棒进行微观组织取样观察。双级时效后的复合材料的晶粒比单级时效合金的晶粒更小。经单级时效处理,在晶界上和晶粒内部都可以观察到细小的η相和富AlZnMgCu 相的析出颗粒。双级时效后在 SiC 颗粒与基体的界面上发现了一层5nm厚的Si-Cu-Al-O非晶层。Ni、Zr的添加可以改善双级时效的效果,并且抑制7090/SiCp复合材料晶粒的生长。固溶时效处理可以显著提高复合材料的断裂韧性,而断裂韧性随着时效时间的延长而先减小后增加。