Al-Zr-O-B原位合成复合材料的微观组织和力学性能

采用Al Zr（CO3） 2 KBF4体系用熔体反应法成功合成了新型颗粒增强铝基复合材料。XRD和SEM分析表明,Zr（CO3） 2 和KBF4与铝液反应生成了ZrB2 、Al2 O3、Al3Zr颗粒,颗粒尺寸细小,且弥散分布于基体中,其平均尺寸约为80～90nm ;拉伸试验结果显示。Al Zr（CO3） 2 KBF4体系反应生成的复合材料的抗拉强度和屈服强度随着反应物加入量的增加均显著提高,复合材料的抗拉强度为1 5 0 .3MPa ,较铝基体的78.0MPa提高了92 .7% ;屈服强度为1 1 3.7MPa ,较铝基体的42 .0MPa提高了1 70 .7% ;复合材料的伸长率先升后降;由复合材料的拉伸断口SEM可知,随着反应物质量增加,塑性变形区减小,但仍然是塑性断裂。     

Al-Zr-O体系熔体反应法合成复合材料的微观组织和拉伸性能

采用熔体反应法 ,以ZrO2 、ZrSiO4 和ZrOCl2 粉剂为反应物在熔融的铝 ( 85 0℃ )中成功制备了Al/ (Al3 Zr Al2 O3 ) P 复合材料。扫描电镜 (SEM )和电子探针 (EPMA)分析表明 :Al Zr O体系反应生成的复合材料 ,颗粒尺寸细小 ,Al2 O3 为 1～ 3μm ,Al3 Zr小于 1μm ,且弥散分布于基体中。拉伸试验结果显示 :Al Zr O体系反应生成Al/ (Al3 Zr Al2 O3 ) P 复合材料的抗拉强度和屈服强度较基体纯Al均显著提高。其中Al ZrOCl2 体系生成的复合材料的抗拉强度为14 8 7MPa ,屈服强度为 112 4MPa ,分别较基体纯Al提高了 93 6 %和 170 8%。     

磁化学熔体反应法合成TiB2/7055复合材料的组织和性能

通过磁化学熔体反应法在7055(Al?3%B)?Ti反应体系中成功制备TiB2/7055复合材料。利用XRD、OM和SEM等分析检测技术研究复合材料的相组成和微观组织。结果表明,脉冲磁场作用下生成的TiB2颗粒呈多边状或近球形,尺寸小于1μm,均匀分布于基体中。与未施加脉冲磁场的复合材料相比,施加磁场后α(Al)晶粒平均尺寸从20μm减小到约10μm,第二相从连续的网格状分布变为非连续性分布。在磁场作用下,复合材料的抗拉强度从310 MPa提高到333 MPa,伸长率从7.5%提高到8.0%。此外,与基体相比,在载荷为100 N,磨损时间为120 min时,复合材料的磨损量从111 mg降低到78 mg。     

Al-K2ZrF6反应体系生成Al3Zrp/Al复合材料的界面结构

借助于透射电镜 (TEM )研究了Al K2 ZrF6体系熔体反应生成Al3 Zrp/Al复合材料中Al3 Zr颗粒晶体形貌及Al3 Zr/Al界面结构。结果表明 :原位生成的Al3 Zr颗粒以多面体和长方体为主 ,颗粒晶体表面存在生长小面(facet) ,其晶体为四方结构 ,密排面为 (11- 4- ) ;Al3 Zr/Al界面光滑、洁净 ,无界面反应物。电子衍射图及界面原子排列分析表明 ,Al3 Zr颗粒与Al在界面处存在位向关系 :[2 - 2 - 1]Al3 Zr∥ [10 0 ]Al,(0 12 ) Al3 Zr∥ (11- 0 ) Al,其点阵错配度仅为 10 .87%。此外 ,熔体反应法制备的Al3 Zrp/Al复合材料不仅凝固组织均匀 ,而且具有良好的力学性能。     

Al-Zr-B体系反应合成复合材料的组织和性能

开发了原位合成Al-K2ZrF6-KBF4新体系，利用熔体反应法成功制备了新型颗粒增强铝基复合材料。XRD和SEM分析表明，合成的复合材料中存在ZrB2和Al3Zr颗粒，颗粒大小为1～4μm，ZrB2颗粒的截面形貌接近于正六边形，且在基体中均匀分布。拉伸试验结果表明，（Al3Zr＋ZrB2）p／Al复合材料的抗拉强度和屈服强度随着反应物加入量的增加而提高。当反应物加入质量分数为20％时，复合材料最高抗拉强度达到152．3MPa，比铝基体提高了95．2％；屈服强度为112．3MPa，比铝基体提高了167．3％。     

超声化学原位合成Mg_2Si/AM60复合材料力学性能及微观组织

通过超声化学原位合成的方法制备了Mg2Si/AM60镁基复合材料,并且通过显微(OM)分析及拉伸实验,对在不同超声功率及超声时间的复合材料进行对比。结果表明,在超声功率为600W、超声作用时间为30min时,其抗拉强度达到了190.1MPa,较未施加超声原位的复合材料抗拉强度提高了11.2%。生成的增强相颗粒也由原先的汉字状和块状转变为颗粒状及破碎树枝状,并且周边钝圆,无尖锐棱角出现。     

超声化学原位合成ZrB2/A356复合材料的微观组织和力学性能

采用熔体反应法,以A356-K2ZrF6-KBF4为反应体系,超声化学原位合成了ZrB2/A356复合材料.利用X射线衍射与扫描电镜对该复合材料的微观组织和力学性能进行了研究.结果表明,生成的颗粒为ZrB2,颗粒细小,平均粒径尺寸小于1 μm,部分颗粒尺寸小于0.1μm,且形状一致,并弥散分布于A356基体中.复合材料的抗拉强度和伸长率较未施加高能超声的复合材料分别提高了18.16%和12%.室温拉伸断口形貌呈现明显的韧窝断裂特征,为韧性断裂.高能超声能显著地促进A356-K2ZrF6-KBF4体系的原位化学反应的进程,增加了内生颗粒的形核率,提高了颗粒体积分数,细化了晶粒,且反应过程平稳,内生颗粒弥散分布在基体中.     

TiB2/Al-CU复合材料微观组织和力学性能研究

采用原位反应合成法制备了TiB2/ZL2002复合材料.对复合材料的微观组织观察表明,增强相TiB2颗粒主要分布于晶界上,与CuAl2相交织在一起,尺寸在1μm左右,呈现圆球形.铸态下复合材料室温抗拉强度随着TiB2含量的增多而明显提高,伸长率则有降低的趋势.T6处理后,复合材料中析出相与增强相分布较均匀,6%TiB2/ZL202抗拉强度达到325 MPa.     

Al-Zr(CO3)2体系反应合成复合材料的反应机制及动力学模型

开发了Al-Zr(CO3)2体系熔体反应法合成新型(Al3Zr Al2O3)p/Al复合材料,研究了Al-Zr(CO3)2体系的反应热力学、反应动力学及反应机制.结果表明:Al-Zr(CO3)2体系起始反应温度为850℃,且在铝熔体(850～1100℃)温度范围内反应能自发进行.X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)分析表明:反应合成的强化相为Al3Zr和α-Al2O3颗粒,其尺寸为0.1～1 μm,且在基体中弥散分布.反应过程中复合熔体水淬实验分析表明:反应析出的Zr量随反应时间延长而增大,当反应进行10 min就达到了总增量的90%,整个合成反应时间为15 min,且合成过程前期(反应3 min前)主要受化学反应控制,合成过程后期(反应10 min后)主要受扩散控制.Al-Zr(CO3)2体系中关键反应ZrO2与Al按反应-扩散-破裂机制进行,并建立了反应原理图、反应动力学模型和反应时间的动力学方程.     

原位SiC颗粒增强MoSi2基复合材料的显微组织和力学性能

本文研究了原位SiC颗粒增强MoSi2基复合材料的组织结构和力学性能结果表明复合材料的组织为t-MoSi2基体上均匀分布β-SiC等轴颗粒,数量很少的球形小孔隙主要分布在SiC颗粒内,SiC颗粒尺寸为2-5μm.复合材料界面为直接的原子结合,无非晶层存在.复合材料的室温维氏硬度、断裂韧性、抗压强度及高温流变应力明显高于单一MoSi2,随着SiC体积分数的增加,维氏硬度、断裂韧性及高温流变应力提高,而抗压强度先增加后减少SiC体积分数从10%增加到45%,KIC从4.34提高到5.71MPa     

原位SiC颗粒增强MoSi_2基复合材料的显微组织和力学性能

本文研究了原位 ＳｉＣ颗粒增强 ＭｏＳｉ２基复合材料的组织结构和力学性能。结果表明：复合材料的组织为ｔ－ＭｏＳｉ２基体上均匀分布 β－ＳｉＣ等轴颗粒,数量很少的球形小孔隙主要分布在 ＳｉＣ颗粒内, ＳｉＣ颗粒尺寸为 ２－５ μｍ．复合材料界面为直接的原子结合,无非晶层存在．复合材料的室温维氏硬度、断裂韧性、抗压强度及高温流变应力明显高于单一ＭｏＳｉ２,随着ＳｉＣ体积分数的增加,维氏硬度、断裂韧性及高温流变应力提高,而抗压强度先增加后减少． ＳｉＣ体积分数从 １０％增加到 ４５％,ＫＩＣ从 ４．３４提高到 ５．７１ ＭＰａ·ｍ１／２;与单一 ＭｏＳｉ２相比提高了 ２５％－４６％; １４００℃时,σ０．２从 ２０％ＳｉＣ的 ２３０提高到 ４５％ＳｉＣ的 ２８５ ＭＰａ,比单一 ＭｏＳｉ２提高了 ９８％－１４６％．     

内生TiB_2颗粒增强TiB_2/Al-7%Si-05%Mg复合材料的组织和力学性能

研究了氟盐反应法 (LSM)制备TiB2 颗粒增强Al 7%Si 0 5%Mg复合材料的物相组成和力学性能。结果表明 ,当含 5 %TiB2 时 ,复合材料中可以生成稳定且均匀分布的TiB2 颗粒 ,未发现TiAl3等相。除δ5 外 ,复合材料的各项力学性能均有不同程度提高 ,弹性模量有较大幅度提高     

形变Cu-Cr-Ag原位复合材料组织和性能

采用熔铸-中间热处理-形变工艺制备了形变Cu-7Cr及Cu-7Cr-0.07Ag原位复合材料,利用光学显微镜、扫描电镜、数字微欧计及液晶电子拉力试验机研究了Cu-7Cr及Cu-7Cr-0.07Ag合金的微观组织、力学性能和导电性能。结果表明,微量Ag的加入使Cu-7Cr合金铸态组织枝晶臂直径更小,相同应变量下形成的纤维更加细小均匀,材料的强度显著提高,电导率略有上升,延伸率小幅提高。     

EFFECT OF MELT SUPERHEATING ON MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF A357 ALLOY

ＥＦＦＥＣＴＯＦＭＥＬＴＳＵＰＥＲＨＥＡＴＩＮＧＯＮＭＩＣＲＯＳＴＲＵＣＴＵＲＥＡＮＤＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳＯＦＡ３５７ＡＬＬＯＹ①ＬｉＰｅｉｙｏｎｇ１，２，ＪｉａＪｕｎ，ＧｕｏＪｉｎｇｊｉｅ，ＬｉＰｅｉｊｉｅ，ＳｈａｏＧａｏｌｉａ...     

低温反应自熔法原位合成MgO颗粒增强镁基复合材料

采用低温反应自熔新工艺,由经过预氧化的Mg粉原位合成了MgO颗粒增强镁基复合材料,并对其显微组织和力学性能进行了检测。结果表明：低温反应自熔时,因Mg颗粒处于全熔或半熔状态,表面的氧化膜得到了有效地破碎、细化,并在液相熔蚀和自身表面张力的共同作用下,球化成微米和亚微米级MgO颗粒;形成的MgO颗粒不但与基体结合良好、分散均匀,而且因具有很高的强度和刚度,对基体产生了较好的增强效果。与粉末冶金法相比,采用低温反应自熔法制备的镁基复合材料的组织和性能均显示出明显优势。     

热处理对铸造ZCuSn10Zn2Fe1.5合金组织和力学性能的影响

采用真空熔炼-离心铸造工艺制备新型ZCuSn10Zn2Fe1.5合金.通过扫描电镜研究了热处理前后合金的组织变化和元素分布,得到了热处理使Sn偏析减轻的证据.采用原位拉伸试验对热处理前后试样的断裂过程进行了研究和分析,结果表明:铸态ZCuSn 10Zn2Fe 1.5合金裂纹优先萌生于脆硬的8相,微裂纹易沿着δ相与基体晶粒界面扩展;热处理后ZCuSn10Zn2Fe1.5合金内部的δ相基本消失,微裂纹在基体晶粒内部萌生和扩展;合金试样经过750℃固溶2h和500℃时效4h后,抗拉强度和伸长率分别达到420 MPa和45％,比热处理前分别提高10.5％和20％.     

原位TiC颗粒对喷射成形Al-Fe-V-Si合金组织和性能影响

通过扫描电镜和透射电镜分析研究了原位反应生成的TiC颗粒对喷射成形态及挤压态的Al-8.5Fe-1.4V-1.7Si合金显微组织的影响,并对合金的力学性能进行了测试。结果表明,原位反应生成的TiC颗粒均匀地分布在合金基体中并细化了基体合金的晶粒,提高了合金的高温组织稳定性;喷射成形Al-8.5Fe-1.4V-1.7Si 3.0TiC合金挤压态的室温和高温强度明显高于喷射成形Al-8.5Fe-1.4V-1.7Si合金挤压态的强度,而且塑性也有明显的提高。     

原位反应制备TiB_2颗粒增强Al-Si基复合材料的研究

采用Al-TiO2-KBF4-Na3AlF6为反应体系,通过热力学分析,用熔体直接反应法制备了TiB2/Al-18%Si复合材料,运用XRD、OM、EPMA、SEM和硬度仪等对该复合材料的物相、颗粒分布、显微组织及硬度进行了分析。结果表明:该复合材料主要由Al、Si和TiB2相组成;原位内生的TiB2颗粒细小(<1.0μm),并均匀弥散分布于Al-18%Si基体中;与基体合金相比,复合材料的硬度明显提高。     

自生Ti2AlC/TiAl复合材料的组织及反应过程

采用自蔓延燃烧合成及真空电弧熔炼的方法,以碳纤维(Cf)、钛粉及铝粉为原料,合成了Ti2AlC/TiAl复合材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析了复合材料的物相组成和微观结构,讨论了原位合成Ti2AlC的反应和二次Ti2AlC的析出过程。结果表明,复合材料铸锭由Ti2AlC、TiAl和Ti3Al3相组成,基体由α2(Ti3Al)+γ(TiAl)片层和γ(TiAl)等轴晶粒构成,原位自生的Ti2AlC分布均匀,呈短纤维状或颗粒状。1200℃均匀化热处理促使Ti3Al分解为TiAl和Ti2AlC,导致Ti2AlC粗化,同时基体表面析出细小的二次Ti2AlC颗粒。