热处理对SiCp/6061Al基复合材料等离子弧焊接头性能的影响

热处理对SiCp/6061Al基复合材料等离子弧原位焊接接头组织与性能的影响较为明显,固溶处理 时效与退火相比,前者对接头的改善作用更佳.经500 ℃固溶处理2 h 12 h时效热处理后,接头组织得到良好的改善,细长的Al3Ti相变为短小棒状,消除了晶间偏析,组织更加均匀;热影响区组织中晶粒均得到比较明显的细化,比较接近母材晶粒的大小,焊接接头强度较未热处理时有了较大提高,达到245 MPa.     

时效处理对中高体积分数SiCp/2024Al复合材料力学性能的影响

采用热等静压工艺分别制备了SiC_p体积分数为35%、45%和55%的SiC_p/2024Al复合材料,研究了固溶时效处理对3种复合材料硬度、弯曲强度和冲击性能的影响。结果表明,3种SiC_p体积分数的复合材料均由Al、SiC和Al₂Cu相组成,致密度均较高,基体与SiC_p增强体之间结合紧密。固溶时效处理(T6)可以显著提升复合材料的硬度。SiC_p体积分数为35%、45%和55%的复合材料的时效硬化曲线变化规律基本一致,均在时效2 h时达到峰时效状态,硬度分别比制备态复合材料提升了51.56%,41.51%和18.78%。SiC_p体积分数为35%的时效态复合材料弯曲强度提升幅度最显著,由622.48 MPa提升至838.11 MPa。随着SiC_p体积分数的增加,制备态复合材料的冲击吸收能量由3.43 J逐渐降低至1.00 J,T6处理会进一步降低复合材料的冲击性能。     

焊丝成分对SiCp/6061Al复合材料MIG焊焊缝组织及性能的影响

采用Al-Mg及Al—Si两种焊丝分别对SiCp／6061Al复合材料进行了MIG焊及脉冲MIG焊，利用光学显微镜、电子显微镜及MTS-810试验机对焊缝的组织及性能进行了分析。结果表明，采用Al—Mg焊丝焊接时，无论是MIG焊还是脉冲MIG焊，熔池中Al-SiC间的界面反应程度均较大，生成了较多的针状Al4C3，且Al4C3的尺寸较大。采用Al-Si焊丝时，MIG焊熔池中的界面反应程度显著降低，仅生成了少量尺寸较小的针状Al4C3；而采用Al—Si焊丝的脉冲MIG焊焊缝中没有发现针状Al4C3。同时，利用Al—Si焊丝可有效地防止焊缝熄弧处的宏观结晶裂纹。力学性能试验表明，采用同样焊丝时，脉冲MIG焊接头的强度及伸长率比MIG焊接头的高，而用Al-Si焊丝焊接的接头强度比用Al—Mg焊丝焊接的接头强度高。     

SiCp/6061Al复合材料的电子束焊缝组织及性能

利用电子束焊焊接了2mm厚的SiCp/6061Al复合材料.通过OM、TEM、SEM、X射线衍射及MTS-810综合实验系统对焊缝组织和性能进行了分析.结果表明,随着热输入的减小,焊缝中的针状的Al4C3(界面反应产物)数量及尺寸均减小.热输入降低到30J/mm时可避免针状Al4C3的形成,焊缝中SiCp分布比母材更均匀.TEM分析表明,焊缝中所有残留的SiCp之表面附近均有Al4C3形成,而针状Al4C3是由许多晶体学位向不一的单晶Al4C3构成.SEM断口分析表明,随着热输入的增大,焊缝的断裂机制发生明显的变化,焊缝强度及塑性下降.     

固溶处理冷却速度对6061Al/SiCp复合材料阻尼特性的影响

采用喷射共沉积方法制备6061Al/SiCp金属基复合材料(MMC),研究了固溶处理的冷却制度对其阻尼性能的影响.结果表明热处理状态不同的材料,常温下阻尼基本无差异,高温下阻尼则显著不同,超过160℃后,所有试样的阻尼能力均接近或超过1×10-2以上;适当选用冷却能力比水强的冷却介质可获得更高的阻尼性能,但阻尼能力与冷却速度并不存在线性关系.在本文的试验范围内,内耗的应变振幅效应不明显.位错阻尼机制和高温下的位错及界面阻尼机制对这种材料的阻尼性能起主要作用.     

Ce 盐封孔对 SiCp/ Al 复合材料表面 Ni-P 镀层的影响

为提高SiCp/Al复合材料的耐腐蚀性能,先化学镀镍,再沉积稀土封孔,讨论了稀土溶液主盐Ce(NO3)3浓度和沉积时间对镍-稀土多层膜耐蚀性能的影响。结果表明:化学镀镍的SiCp/Al复合材料在室温下沉积稀土时,采用Ce(NO3)3含量1 g/L、成膜时间2 h的条件获得的多层膜耐蚀性最好,其腐蚀电位为-0.48mV,腐蚀电流密度为3.54×10-8A/cm2;稀土在膜层中以Ce的氧化物颗粒堆积状态存在,起到了封孔的作用;膜层中的镍磷合金呈多晶态,而稀土含量少,未能测出;稀土溶液浓度越高,沉积速度越快,而在相同浓度下,膜层厚度随着时间的延长而增加,越厚则膜层结合力越差。     

颗粒氧化处理对SiC_p/Al复合材料耐蚀性的影响

对SiC颗粒(SiCp)进行了1 100℃高温氧化处理,并制备了SiCp/Al复合材料。采用化学浸泡试验、扫描电镜、失重曲线、电化学测试等方法研究了氧化处理时间对SiCp/Al复合材料腐蚀行为的影响。结果表明,不同时间氧化处理后SiC颗粒表面形成不同形貌的SiO2氧化层,该氧化层可阻碍高温下铝液与SiC颗粒直接接触,避免了有害界面反应的发生,阻碍容易发生水解反应的Al4C3的生成,进而提高SiCp/Al复合材料的耐蚀性。     

SiCp/Al复合材料低损伤加工技术研究进展

SiC_p/Al复合材料具有优异的性能,在尖端的空天装备中应用广泛,但由于其组成相碳化硅颗粒和铝合金之间存在的巨大性能差异,使得加工过程中极易出现加工损伤,严重影响SiC_p/Al复合材料产品的精度和使役性能,制约着SiC_p/Al复合材料的工程化应用。本文围绕SiC_p/Al复合材料低损伤加工技术,从加工损伤的形成机理、加工损伤的影响因素、低损伤加工工具和加工工艺3个方面对国内外相关的研究进展进行分析,总结目前针对SiC_p/Al复合材料低损伤加工技术研究现状和不足之处,并指出发展趋势和方向。     

SiCp/6061Al合金复合材料的单轴循环变形行为及其时间相关特性

对T6热处理后的6061Al合金与SiCp／6061Al合金复合材料（14％,21％SiCp）的室温单轴循环变形行为进行了实验研觅讨论了基体合金和其复合材料在不同加载条件下的循环软／硬化行为和棘轮变形特征．实验研究表明：复合材料在宏观层次上体现出与基体相类似的应变循环特性和棘轮变形规律,即复合材料在非对称应力循环下也将产生一定的棘轮变形,并随应力幅值和平均应力的增加而增加;颗粒的引入使复合材料抵抗棘轮变形的能力增强,棘轮变形随颗粒含量升高而下降;复合材料的棘轮行为具有明显的时间相关特性,棘轮应变值依赖于应力率和峰值保持时间．研究得到了一些有助于复合材料循环变形行为本构描述的结论．     

基于Ti中间层的SiCp/6061-T6Al MMCs低功率激光-TIG复合焊组织与性能

以0.1mm厚的Ti箔做中间夹层,使用低功率激光-TIG复合焊的方式对SiCp/6061-T6Al MMCs 进行焊接,并对接头的宏观形貌、显微组织、物相、电阻率、抗拉强度及断口形貌进行分析。结果表明：激光功率对焊缝的成形有着较大影响;Ti箔的加入基本抑制了焊缝中针状Al₄C₃生成,并生成TiC增强相以及条状TiAl₃;焊缝区为等轴晶组织,熔合区为柱状晶组织,热影响区组织变化不明显;随着激光功率的增加接头的电阻率呈现出增加的趋势,并明显高于母材;在554W时接头的抗拉强度可达196.98MPa,是母材强度的54.71%。接头断口中几乎没有气孔,韧窝中的第二相粒子以TiC为主,接头呈现出以脆性断裂为主的脆-韧性混合断裂特征。     

SiCp/Al复合材料电火花加工多目标参数优化

针对SiC_p/Al复合材料电火花加工设计了工艺试验,并从复合材料的蚀除特性角度分析了峰值电流、开路电压、脉冲宽度对加工速度和表面粗糙度的影响,最后利用多目标遗传算法获得了加工电参数的最佳组合。结果表明：峰值电流、开路电压对加工速度的提升影响较大,而峰值电流对表面粗糙度的影响最显著;以多目标遗传算法获得的最优加工参数进行工艺试验,预测值与试验值误差小于10%,验证了模型的有效性。     

Al6061/SiCp复合材料表面Ce转化膜腐蚀行为的研究

利用金相和 Ｘ射线能谱分析了 Ａ１６０６１／ＳｉＣｐ复合材料表面 Ｃｅ转化膜的腐蚀行为实验表明： Ｃｅ转化膜在 ＮａＣｌ溶液中的腐蚀以点蚀开始,点蚀处基体为 ＳｉＣ颗粒的富集区根据 Ｍａｎｓｆｅｌｄ点腐蚀模型等效电路,通过电化学阻抗谱（ＥＩＳ）研究了 Ｃｅ转化膜在 ＮａＣｌ溶液中的腐蚀程度;转化膜在 ＮａＣＩ溶液中浸泡时间较短的情况下,等效电路中的 Ｗａｒｂｅｒｇ阻抗可忽略,可以对等效电路简化处理研究转化膜点蚀程度     

T6热处理对SiCp/Al复合材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金法制备出不同SiC颗粒体积分数(30%、35%和40%)的SiCp/Al复合材料。采用MMU-5GA微机控制真空高温摩擦磨损试验机对比研究SiCp/Al复合材料在不同体积分数以及T6热处理前后情况下平均摩擦因数和磨损率的变化,通过扫描电镜分析了SiCp/Al复合材料表面磨损形貌,探讨了摩擦磨损机理。试验结果表明,SiC颗粒体积分数在30%~40%变化时,随其体积分数增加耐磨性下降。SiC颗粒体积分数在30%~35%范围内,SiC颗粒与基体结合较好,SiC颗粒作为硬质点起到抵抗磨损和限制基体合金塑性变形产生磨损的双重作用;但SiC含量过多时,颗粒与基体的结合不紧密,磨损时颗粒极易脱落,复合材料耐磨性降低;T6热处理后复合材料的平均摩擦因数和磨损率均降低,这是由于热处理后试样强度及硬度提高,从而提高了试样的耐磨性;常温下复合材料在磨损初期的磨损机理主要以磨粒磨损为主,而在磨损期则为磨粒磨损与剥落磨损共存。     

热压烧结-热挤压复合工艺制备SiCp/6061Al基复合材料

采用热压烧结-热挤压复合工艺制备了SiC体积分数为35%的SiCp/6061Al基复合材料。观察了复合材料的金相组织和断口形貌,检测了复合材料的密度和抗拉强度。分析了热压和热挤压复合工艺对复合材料的影响。结果表明:采用热挤压二次成形后,增强体在基体中的分布均匀化,与挤压方向平行;复合材料的致密度达到98.09%,抗拉强度达到248 MPa;基体组织晶粒细化,并产生大量的位错和亚晶组织;SiCp/6061Al复合材料断裂机理主要由6061Al基体的韧性断裂和增强体SiC颗粒的脆性断裂组成。     

SiCp/Al基复合材料的高压扭转试验

采用高压扭转（high-pressure torsion,HPT）工艺制备SiCp/Al基复合材料,试验发现随着扭转半径的增加,剪切应变增大,SiC颗粒分布逐渐均匀;升高温度,SiC颗粒分布的均匀性好;随着扭转半径的增加材料的硬度先增加后减小,且材料越致密,SiC含量越多,分布越均匀,材料硬度越高。     

高含量B_4C/6061Al复合材料热处理的组织与性能北大核心CSCD

采用粉末冶金法制备30%B4C/6061Al复合材料坯料,经过二次加工(挤压+轧制)后得到复合材料板材,对板材进行T6(530℃保温2 h后中温水淬,175℃时效6.5 h)热处理。采用光学显微镜(OM)和透射电子显微镜(TEM)对热处理前后复合材料的微观组织形貌进行观察,运用显微硬度仪和万能拉伸试验机对复合材料的热处理前后的力学性能进行测试。结果表明: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。热处理状态对复合材料伸长率无明显的影响,但对材料的硬度和抗拉强度影响较大,B4C/6061Al复合材料经T6热处理后硬度和抗拉强度分别提高了15%和12%。     

焊丝成分对SiCp/6061 Al复合材料MIG焊焊缝组织及性能的影响

采用Al-Mg及Al-Si两种焊丝分别对SiCp/6061Al复合材料进行了MIG焊及脉冲MIG焊,利用光学显微镜、电子显微镜及MTS-810试验机对焊缝的组织及性能进行了分析.结果表明,采用Al-Mg焊丝焊接时,无论是MIG焊还是脉冲MIG焊,熔池中Al-SiC间的界面反应程度均较大,生成了较多的针状Al4C3,且Al4C3的尺寸较大.采用Al-Si焊丝时,MIG焊熔池中的界面反应程度显著降低,仅生成了少量尺寸较小的针状Al4C3;而采用Al-Si焊丝的脉冲MIG焊焊缝中没有发现针状Al4C3.同时,利用Al-Si焊丝可有效地防止焊缝熄弧处的宏观结晶裂纹.力学性能试验表明,采用同样焊丝时,脉冲MIG焊接头的强度及伸长率比MIG焊接头的高,而用Al-Si焊丝焊接的接头强度比用Al-Mg焊丝焊接的接头强度高.     

T6热处理对6061铝合金大型锥筒形件的力学性能及组织的影响

研究了T6热处理对成形后6061铝合金构件组织和力学性能的影响。在经过不同的T6热处理后,通过电子拉伸实验研究构件力学性能的变化规律,利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪对热处理温度和时间对组织结构的影响进行分析。结果表明,固溶处理的合金中存在β-Al₅FeSi和Mg₂Si相。固溶处理温度和时间对合金的拉伸性能及塑性有显著影响。随着固溶温度及时间的增加,在560℃固溶4 h时抗拉强度及塑性最好,分别为211.62 MPa和和38.3%;相对于人工时效保温时间,人工时效温度对合金的拉伸性能及塑性的影响更大,在170℃人工时效10 h时力学性能最好,屈服强度和抗拉强度分别为145.26和363.30 MPa,伸长率为18.32%。     

喷射共沉积6061Al/SiCp在不同热处理制度下的阻尼性能

采用喷射共沉积方法制备了 6 0 6 1Al/SiCp 金属基复合材料 (MMC) ,研究了 5种热处理制度对其阻尼性能的影响。结果表明 :不同的热处理状态材料 ,常温下其阻尼基本没有变化 ,高温下阻尼则显著不同 ,在 10 0～ 2 70℃温度范围内 ,阻尼能力的大小顺序为炉冷 >空冷 >- 70℃淬火 >原样 (挤压态 ) >- 195℃淬火 >水淬 ,且超过180℃时 ,所有试样的阻尼能力均可达到 1× 10 -2 以上 ;在本研究的温度和应变振幅测试范围内 ,模量随温度的升高表现为单调下降 ,相同频率下的内耗值不随应变振幅变化。