SiC晶须增强6061Al基复合材料的热机械疲劳性能 Ⅱ．疲劳寿命和损伤机制

研究了体积分数为15%和28%SiCW／6061Al基复合材料的同相和反相热机械疲劳寿命和损伤机制。结果表明在小应变范围时,同相比反相疲劳寿命长,而在大应变时,同相疲劳寿命接近（对于28%SiCW)、甚至短于（对于15%SiCW)反相热机械疲劳寿命;15%SiCW/6016Al基复合材料的反相热机械疲劳寿命高于28%SiCW/6016Al基复合材料的寿命。两种材料的同相热机械疲劳寿命曲线存在交叉点,寿命高低取决于应变水平;同相和反相热机械疲劳的损伤均为空洞在SiC晶须周围基体中形核、长大和连接。     

SiC晶须增强6061Al基复合材料的热机械疲劳性能 Ⅱ.疲劳寿命与损伤机制

研究了本积分数为１５％和２８％ＳｉＣＷ／６０６１Ａｌ基复合材料的同相和反相热机械疲劳寿命和损伤机制．结果表明：在小应变范围时,同相比反相疲劳寿命长,而在大应变时,同相疲劳寿命接近（对于２８％ＳｉＣＷ）、甚至短于（对于１５％ＳｉＣＷ）反相热机械疲劳寿命;１５％ＳＩＣＷ／６０１６Ａｌ基复合材料的反相热机械疲劳寿命高于２８％ＳｉＣＷ／６０１６Ａｌ基复合材料的寿命．两种材料的同相热机械疲劳寿命曲线存在交叉点,寿命高低取决于应变水平;同相和反相热机械疲劳的损仿均为空洞在ＳｉＣ晶须周围基体中形核、长大和连接．     

晶须对铝基复合材料应力腐蚀开裂行为的影响

采用双悬臂梁试验,研究了碳化硅晶须增强纯铝基及碳化硅晶须增强2024铝基复合材料和2024铝合金在3．5％NaCl溶液中的应力腐蚀（SCC）开裂行为,探讨了晶须对复合材料应力腐蚀开裂行为的影响。结果表明,晶须的存在改变了材料的应力腐蚀特性,晶须在复合材料应力腐蚀开裂过程中具有促进和阻碍应力腐蚀裂纹扩展的双重作用。     

低温循环过程中SiCw／6061Al复合材料残余应力的变化规律

研究了低温循环过程中压铸态ＳｉＣｗ／６０６１Ａｌ复合材料残余应力的变化零乱低温循环的降温阶段,复合材料基体经历错配拉伸塑性变形过程在升温阶段基体国卸载过程。经过一次低温循环后,残余应力有所降低。如果进行两次低循环自理只有当第二次循环下降温度低于第一次时,才能再次降低复合材料残余应力。     

有限元模拟SiC增强Al基复合材料的力学行为

采用有限元方法和轴对称单胞模型模拟了增强体(SiC)形状、体积分数以及不同基体类型对铝基复合材料力学行为的影响。模拟结果表明:增强体的加入会阻碍基体的塑性流变,使基体内发生非均匀变形,在增强体尖角处出现应力集中;椭圆柱形增强体对基体塑性变形的阻力最大,传递载荷的能力最强,因此强化效果最好。在一定范围内,随着增强体体积分数的增加,基体与增强体之间的比表面积增大,有利于载荷的传递;增强体体积分数的增加导致颗粒间距减小,几何必须位错自由运动的路径减少,复合材料的强度也随之增加。此外,不同类型基体自身的塑性流变能力不同,Al-Zn-Mg基体强度最高,在拉伸变形过程中,受到增强体的阻碍作用最大,会有更多的载荷从基体传递到增强体,以Al-Zn-Mg为基体的复合材料的强度最高。     

SiC晶须增强硬Al合金复合材料的界面析出及其对性能的影响

本文对粉末冶金法制备的SiC晶须增强2124Al和2024Al两种复合材料进行了拉伸试验和断口观察,TEM和HREM证实在SiC_w/2024Al界面处存在链状不连续分布的θ(Al_2Cu)沉淀相,这种沉淀相降低了复合材料的室温强化效果,并对其塑性产生不利的影响。     

粉煤灰微珠增强铝基复合材料的断裂力学行为

对粉煤灰微珠增强铝基复合材料的力学性能进行了研究,并对其拉伸断口形貌进行了扫描电镜观察.研究结果表明,复合材料的抗拉强度高于纯铝,随着粉煤灰微珠加入量的增加,复合材料的抗拉强度不断增加,但塑性下降.复合材料的断口出现较明显的"河流花样" 和撕裂棱,断裂形态由塑性断裂向脆性断裂转化.     

SiC纤维增强Ti基复合材料疲劳研究进展

对SiC纤维增强Ti基复合材料(SiCf/Ti)疲劳损伤机制、疲劳寿命及其影响因素进行详细的回顾,并重点综述了影响SiCf/Ti寿命的主要因素,包括外在因素(控制模式、应力比、加载频率、温度和环境)和内在因素(基体合金、纤维性质、纤维体积分数、界面和纤维涂层),提出了当前研究存在的问题和今后潜在的发展方向。     

Al2O3sf/ZL109复合材料的热疲劳短裂纹的扩展行为

在室温至２８０℃间热循环条件下,研究了体积百分含量１８％的氧化铝短纤维增强ＺＬ１０９铝－硅合金复合材料和基体ＺＬ１０９铝－硅合金的热军短裂纹扩展行为,并且探讨和复皮劳裂纹的形成机制和扩展过程。研究结果显示,短裂纹扩展阶段,热疲劳裂纹与增强体纤维有明显的交互作用,但复合材料的皮劳短裂纹扩展速率比基体合金的大,加强基体与纤维的界面结合,提高纤维质量,可望提高复合材料的热疲劳裂纹扩展抗力。     

Ti基机敏复合材料的热机械行为

日本学者KiyoshiMizuuchi等人研究了一种高温 ( 51 3K)使用的机敏复合材料 ,该复合材料由钛基体和Ti 2 5Pd 2 4Ni 1W (at % )(原子分数 )形状记忆合金 (SMA)增强体组成。TiPd基高温SMA增强体 ,是高纯金属经水冷铜坩埚悬浮熔炼的纽扣合金、于1 2 2 3K热轧成的板材 (约 1mm厚 )。SMA的相变温度MS( 0 ) =4 50K、Mf( 0 ) =4 2 6K、AS( 0 ) =4 41K、Af( 0 ) =4 6 5K。SMA板材和基体Ti板叠放在SUS30 4不锈钢管中 ,经真空包套后 ,于 1 1 2 3K热轧并保温 1h ,制成复合材料。微观结构　复合材料的扫描电镜观察发现 :在TiPd基SMA和钛…     

FRACTURE BEHAVIOUR OF SiC WHISKER REINFORCED Al COMPOSITES

The dynamic tensile processes of silicon carbide whisker reinforced Al composite(SiC_w/Al)with 22% V_f have been in situ observed with a scanning electron microscope equipped with atensile stand.The results show that a number of microcracks have formed as the tensile stressincreases to 180～190 MPa.Microcracks form in most cases at the whisker ends.The frac-ture behaviour of SiC_w/Al composite observed has been explained theoretically.KEY WORDS composite,fracture,stress distribution,SiC whiskers,aluminum     

CHARACTERIZATION OF THERMO-MECHANICAL FATIGUE PROPERTIES FOR PARTICULATE REINFORCED COMPOSITES

A Voronoi cell element, formulated with creep, thermal and plastic strain was applied for investigation of thermo-mechanical fatigue behavior for particulate reinforced composites. Under the in-phase fatigue loading, the maximum of tensile deformation at the maximum given loading are larger than that at the same maximum under the out-phase fatigue. The stiffness decreases nonlinearly with the increasing of the phase angle, which results in increasing of the area of fatigue loop curve and the decrease in fatigue life. The spatially centralizing of inclusions results in decreasing of the plastic strain amplitude and the area of fatigue loop curve, which will also reduce the consumption of single-circle plastic strain energy and prolong the fatigue life.     

碳化硅晶须增强铝复合材料的断裂研究

在备有拉伸台的扫描电子显微镜上原位观察了V_f为22％的碳化硅晶须增强铝(SiC_W/Al)复合材料压铸态试样和T_6态试样的动态拉伸过程。结果发现外加应力达到180-190MPa时复合材料内部就已形成许多微裂纹,裂纹一般在晶须端部形成,其扩展亦有一定的规律。经过对复合材料简化模型的复变函数分析和计算,求出了晶须周围应力场,进一步通过塑性力学的分析,从理论上解释了本文所观察到的实验现象。     

硼酸铝晶须增强Al复合材料的性能及界面结构

采用挤压铸造工艺制备出复合良好的9Al_2O_3 2B_2O_3晶须增强6061Al合金及纯Al复合材料研究表明,T6处理不能提高9Al_2O_3 2B_2O_3w/6061Al复合材料的力学性能,其原因是T6处理后复合材料中的界面反应明显加重利用透射电子显微术对此复合材料界面的观察与分析认为,界面上存在着严重的化学反应,反应物为Al_2MgO_4将制造态与T6态的界面结构对比发现,正是这种界面化学反应对材料的性能产生不利影响而在9Al_2O_3 2B_2O_3w/纯Al界面上未发现任何化学反应。界面能谱EDS成分分析结果表明,上述界面化学反应是由材料制造过程中基体合金中的Mg在界面上原子偏聚造成的     

FATIGUE BEHAVIOUR OF SiC_p/6061Al COMPOSITE

The fatigue of SiC_p/6061Al composite containing 15 v.-% SiC particles has been compared with 6061Al alloy.Dislocation structure and microprocess of fatigue crack initiation and propagation in the composite have been investigated by using SEM and TEM.The results in- dicate that the fatigue strength at 10~7 cycles of the composite is 196 MPa,i.e.about 25% higher than matrix alloy.The voids and microcracks initiated at and near the interface be- tween SiC_p and matrix,where has a higher density of dislocations,will propagate and link up to form the fatigue crack.It is an important evidence to note that the dislocation channels where screw dislocation can travel are formed near interface and corner region of SiC_o in the composite subjected to fatigue stress(σ_(max)=274 MPa N=2.4×10~5 cycles),demonstrating the relationship between fatigue crack initiation and dislocation movement in the SiC particles reinforced 6061 Al alloy composite.     

SiC_p/6061Al复合材料的疲劳行为SCIEI

本文测定了用15v.-%SiC颗粒(10和2.5μm)增强的Al基复合材料的疲劳强度,并用SEM和TEM研究了疲劳裂纹形成及扩展与位错结构的相互联系,结果表明:两种尺寸SiC颗粒的复合材料在10~7循环寿命下的疲劳强度都是196MPa,比基体合金提高了25%,低于10~7循环周次寿命时含粗颗粒复合材料疲劳性能优于含细颗粒复合材料。SEM观察到疲劳微裂纹及微孔洞通常在SiC_P与基体界面附近形成,并在疲劳过程中相互连接成疲劳裂纹;TEM观察到界面处特别是SiC_P尖角处存在高密度位错,足够的疲劳循环周次后该处出现位错通道。     

MECHANICAL PROPERTIES AND INTERFACIAL STRUCTURES OF ALUMINIUM BORATE WHISKER REINFORCED ALUMINIUM COMPOSITES

Quality 9Al_2O_3-2B_2O_3 whisker reinforced 6061Al or Al composites have beenprepared by technique of squeeze casting.The mechanical properties of the9Al_2O_3·2B_2O_3(w)/6061Al composites could be hardly improved by T6 treatment,owingto cause the remarkable interracial reaction.An observation under high resolution trans-mission electron microscope on interfaces shows that the serious chemical reaction occursand the product is Al_2MgO_4.But no such reaction is found at the interfaces of 9Al_2O_3.2B_2O_3(w)/Al composite.EDS analysis on the interfaces shows that above mentionedinterracial reaction may be resulted from the interracial segregation of Mg atoms in6061Al matrix during sequeeze casting.     

弥散质点和SiC颗粒复合强化铝基复合材料蠕变形变与断裂

对弥散质点和SiC颗粒复合强化铝基复合材料的拉伸蠕变研究表明,复合强化铝基复合材料比单纯弥散强化的基体合金的蠕变速率低2—4个数量级：复合材料和基体合金的蠕变应力指数和蠕变激活能比纯Al的大.用门槛应力的概念对蠕变数据进行分析表明、这种复合材料蠕变是由基体晶格扩散控制的