Effect of deformation temperature on the mechanical behavior and deformation mechanisms of Al-Al2O3 metal matrix composites

Aluminum-alumina (Al-Al₂O₃) metal matrix composite (MMC) materials were fabricated using the powder metallurgy (PM) techniques of hot pressing followed by hot extrusion. Different reinforcement weight fractions were used, that is, 0, 2.5, 5, and 10 wt% Al₂O₃. The effect of deformation temperature was investigated through hot tensile deformation conducted at different temperatures. The microstructures of the tested specimens were also investigated to characterize the operative softening mechanisms. The yield and tensile strength of the Al-Al₂O₃ were found to improve as a function of reinforcement weight fraction. With the exception of Al-10wt%Al₂O₃, the MMC showed better strength and behavior at high temperatures than the unreinforced matrix. The uniform deformation range was found to decrease for the same reinforcement weight fraction, as a function of temperature. For the same deformation temperature, it increases as a function of reinforcement weight fraction. Both dynamic recovery and dynamic recrystallization were found to be operative in Al-Al₂O₃ MMC as a function of deformation temperature. Dynamic recovery is dominant in the lower temperature range, while dynamic recrystallization is more dominant at the higher range. The increase in reinforcement weight fraction was found to lead to early nucleation of recrystallization. No direct relationship was established as far as the number of grains nucleated due to each reinforcement particle.     

锡对铸造铝-石墨颗粒复合材料摩擦性能的影响

采用M-200摩擦磨损试验机,对加入固体润滑剂锡的铸造铝-3%石墨颗粒复合材料的摩擦性能进行试验研究,研究表明:锡和石墨具有优越的协同润滑效应,加锡可极大提高铝-石墨颗粒复合材料的减摩性能,使有润滑的摩擦系数达到0.004～0.005。同时锡和石墨的协同润滑作用存在最佳配合,在本试验条件下,加约7%的锡时,协同润滑效应最佳。加锡不能改善干摩擦时铝-3%石墨颗粒复合材料的耐磨性,但能极大提高有润滑时复合材料的耐磨性。并对加锡的铝-石墨颗粒复合材料的磨损机理进行了初步研究,其在干摩擦时的磨损机理为粘着迁移、粘着磨损和磨料磨损,在半干摩擦时的磨损机理为疲劳磨损和磨料磨损。     

Monel合金高速塑性剪切变形与动态再结晶

采用Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ杆加载技术和帽状试样,研究Ｍｏｎｅｌ合金在εｓ≈４．３×１０５ｓ－１的高应变速率条件下的应力－应变关系及塑性变形行为．实验及计算结果表明,塑性区（简称剪切带）内温度随剪切应变增加呈线性升高．透射电镜证实剪切带组织发生了动态再结晶,再结晶晶粒约为１７０ｎｍ．分析了剪切带中组织结构的演变过程,讨论了动态再结晶的机制     

不同应变速率条件下Al67Ti25Mn8金属间化合物的高温拉伸力学行为

研究了Al67Ti25Mn8金属间化合物在高温不同应变速率条件下的拉伸力学行为.结果表明在3．34×10－5-6.68×10－4s－1范围,随着应变速率的降低,材料的屈服强度显著下降,而拉伸塑性明显升高,塑性最高可达到21％;在低应变速率区高拉伸塑性的获得是由于材料在高温变形过程中发生的动态回复和动态再结晶所致;在高温拉伸时Al67Ti25Mn8金属间化合物是以沿晶方式发生断裂在较高应变速率下材料的低塑性沿晶断裂表明Al67Ti25Mn8的晶界结合强度仍较弱     

掺钨类金刚石膜离子渗硫后的微观结构与摩擦学性能

探讨了掺钨类金刚石(W-DLC)膜沉积及离子渗硫两步合成DLC和WS2复合固体润滑膜的新方法。利用低温离子渗硫技术对4种钨含量的W-DLC膜进行离子渗硫处理,采用扫描电子显微镜(SEM)、俄歇扫描探针(SAM)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱仪(Raman),纳米硬度计(Nano-indenter)和摩擦磨损试验机考察了渗硫处理后W-DLC膜的微观结构与摩擦学性能。结果表明:渗硫处理使W-DLC膜中生成了WS2,促进了DLC膜的石墨化,并降低了其纳米硬度;随钨含量增加,渗硫处理的W-DLC膜纳米硬度逐渐升高,摩擦系数和磨损率逐渐减小,渗硫后的27.7%W-DLC膜表现出最优异的摩擦学性能。     

管线钢X65高温变形动态再结晶研究

用热加工模拟试验机对X65钢进行了高温压缩试验,建立了试验用钢的奥氏体热变形方程式及动态再结晶临界条件回归方程式。根据动态再结晶动力学,通过应力-应变曲线建立了如下动态再结晶体积分数数学模型     

Zn-8Cu-0.3Ti锌合金热变形的组织演变(英文)

利用Gleeble-1500热力模拟试验机在温度230~380°C,应变速率0.01~10 s-1的条件下进行均匀化态Zn-8Cu-0.3Ti锌合金的热压缩变形实验,测定真应力—真应变曲线,利用OM、SEM和TEM对变形组织进行分析。结果表明:在变形过程中该合金发生了TiZn15相的球化、析出相的粗化和基体η相的动态再结晶,形成了(η+ε+TiZn15)复相组织。变形过程中TiZn15相的球化有助于粒子协同方式实现粒子激发形核,有利于基体动态再结晶的发生。随着压缩变形温度的升高,基体动态再结晶晶粒的尺寸先减小后增大;随着应变速率和应变量的增大,动态再结晶进行得更充分;形变促进Cu原子的扩散,导致析出相的粗化,析出相的钉扎作用使组织得到细化。     

纯铜的高温变形行为

利用Gleeb le-1500热力模拟试验机,在温度为650-950℃、应变速率为0.01-5 s-1、总应变量0.7的条件下,对纯Cu高温塑性变形过程中的动态再结晶行为进行了研究和分析。试验结果表明：纯铜高温流动应力-应变曲线主要以动态回复和动态再结晶软化机制为特征,峰值应力随变形温度的降低或应变速率的升高而增加;在真应力-应变曲线基础上,建立的纯铜高温变形本构方程较好地表征了其高温流变特性。     

Ll_0型TiAl金属间化合物的高温形变行为

研究了Ll_0型TiAl金属间化合物的高温压缩变形行为及再结晶组织,结果表明,与该化合物的单晶一样,多晶体的压缩屈服应力σ_(0.2)也具有正的温度依存性。流变应力与变形温度、应变速率之间较好地符合ε=A·σ_p~nexp(-Q/RT)关系。控制变形温度和应变速率,使合金的流变应力小于脆断应力时,不仅可以顺利实现TiAl基合金的高温塑性加工,而且在形变量合适时,可以获得晶粒明显细化的再结晶组织。     

变形速率对半固态AlSi7Mg合金变形性的影响

采用Gleeble 1 50 0热模拟机对半固态AlSi7Mg合金触变压缩过程中的变形性进行了研究。结果表明 ,当保温时间为 1 0～ 30s,变形温度为 579℃时 ,随着形变速率提高 ,试样内部最大抗力及最大应力皆呈上升趋势。应变率较小时 ,变形的主导机制由液相流动和阻尼液相流动渐变为颗粒滑动和颗粒塑性变形 ;应变率较大时 ,应力变化可分为三阶段 ,即瞬态激增段、平稳变化段及稳定变化段。瞬态激增段的变形机制由初始的液相流动和阻尼液相流动骤变为颗粒滑动和颗粒塑性变形 ,其它两个阶段为 4种变形机制交互作用。     

Effects of temperature on fracture behavior of Al-based in-situ composites reinforced with Mg2Si and Si particles fabricated by centrifugal casting

An aluminum-based in-situ composites reinforced with Mg₂Si and Si particles were produced by centrifugal casting Al–20Si–5Mg alloy. The microstructure of the composites was examined, and the effects of temperature on fracture behavior of the composite were investigated. The results show that the average fraction of primary Si and Mg₂Si particles in the composites is as high as 38%, and ultimate tensile strengths (UTS) of the composites first increase then decrease with the increase of test temperature. Microstructures of broken specimens show that both the particle fracture and the interface debonding affect the fracture behavior of the composites, and the interface debonding becomes the dominant fracture mechanism with increasing test temperature. Comparative results indicate that rich particles in the composites and excellent interface strength play great roles in enhancing tensile property by preventing the movement of dislocations.     

SiC颗粒增强Al基复合材料的动态再结晶模型

采用Gleeble-1500热模拟试验机研究15%SiC颗粒增强铝基复合材料在温度为713~773 K、应变速率为0.001~1 s-1的热变形行为,并建立热变形本构方程;同时采用Quantiment-500型自动图形分析仪测量该材料的动态再结晶晶粒尺寸。在研究中,以试验数据为基础,建立q–s和?q/?s–s曲线,从而进一步获得动态再结晶的临界应变和稳态应变,并通过试验数据的回归分析,建立动态再结晶的临界应变模型和稳态应变模型,并在此基础上,获得所研究材料的动态再结晶图。     

层状固体润滑薄膜的研究进展

层状物固体润滑薄膜是固体润滑薄膜中最常用的形式.本文针对4种有代表性的层状物固体润滑薄膜(硫化亚铁、二硫化钼、石墨及二硫化钨薄膜)的制备方法及摩擦学性能进行了详细论述,这些薄膜都具有优良的减摩、耐磨、抗擦伤性能,但不同的薄膜其摩擦学性能有差异,适用工况也不尽相同.     

低温环境下2519A铝合金动态力学性能及组织演化

为研究低温下动态冲击对2519A铝合金流变应力和组织演化的影响,在低温下利用霍普金森压杆对2519A-T87态铝合金进行应变速率为1000~4200 s-1的动态冲击压缩实验,同时运用光学显微镜与透射电镜,对低温下的冲击微观组织进行观察和分析。结果表明:在低温环境下,绝热剪切带中心区域为亚晶组织,再结晶程度较低;同时,在形变带内出现长度较短、连续性较差的微裂纹,裂纹末端向基体扩展。随着冲击温度的降低,材料的屈服抗力迅速增加,出现绝热剪切带的临界应变速率随之降低。在中高应变速率下,长条状弥散相粒子发生不同程度的脆性断裂,从而引起流变应力的迅速提高。     

纳米SiC/SiO_2复合体系的高温减摩抗磨性能研究

用SRV摩擦磨损试验机考察了纳米SiC/SiO_2复合体系的高温抗磨减摩性能.结果表明,在连续加载高温试验中,SiC/SiO_2复合体系在较低负荷下摩擦系数改善不明显,但当SiC/SiO_2之比为0.5时能明显改善基础油在高温高负荷条件下的减摩性能.在50 N恒定载荷,温度为200和400 ℃时,SiC/SiO_2复合体系对基础油的高温减摩抗磨性能都有不同程度的提高,其中当SiC/SiO_2之比为0.1时最为明显,其抗磨性能分别提高了90%和76%.     

ZL270LF铝合金的热变形行为与组织演变

通过热压缩实验研究了ZL270LF铝合金在变形量为70%,温度为300~550 ℃,应变速率为 0.01~10 s^-1范围的热变形行为,建立了流变应力本构方程模型,绘制出了二维热加工图,确定了最佳热加工区域,采用电子背散射衍射（EBSD）和透射电子显微镜（TEM）技术研究了该合金的组织演变规律。结果表明：ZL270LF铝合金的流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低,热变形激活能为309.05 kJ/mol,最优热加工区为温度470~530 ℃、应变速率为0.01~1 s^-1。该合金在热变形过程中存在3种不同的DRX机制,即连续动态再结晶（CDRX）、不连续动态再结晶（DDRX）和几何动态再结晶（GDRX）,其中CDRX是ZL270LF铝合金动态再结晶的主要机制。     

重熔温度对半固态AlSi7Mg合金变形性的影响

采用Ｇｌｅｅｂｌｅ １５００热模拟机对半固态ＡｌＳｉ７Ｍｇ合金触变压缩过程中不同加热温度的变形性进行研究。结果表明,保温时间为１０～３０ｓ,变形温度为５６９～５８３℃时,合金具有良好的可触变压缩性。在形变速率相同的条件下,随变形温度的升高,试样内部最大形变抗力及最大应力呈下降趋势。