SiCw/6061Al复合材料冲击破坏行为

本文用夏比冲击试验(Instrumented Charpy Testing)与SEM断口分析研究了SiCw/6061Al复合材料的冲击破坏行为.与SiCw是混乱分布的铸态SiCw/6061Al复合材料相比,挤压变形后材料的冲击韧性明显提高.热挤压变形改善了材料的性能.研究观察发现了分层开裂的现象.本文详细讨论了SiCw/6061Al复合材料的冲击断裂方式、比较了变形前后冲击破坏方式的差异,并分析了热挤压变形后韧性提高的原因.     

SiC晶须对SiCw/6061Al复合材料拉伸和压缩变形行为的影响

通过试验研究了SiCw/6061Al复合材料和6061Al基体的拉伸和压缩变形行为.结果表明,SiCw/6061Al复合材料和6061Al的拉伸变形行为相同,而压缩变形曲线上出现应力峰,这与不同应力状态下SiC晶须的转动有关.拉伸时SiC晶须逐渐转向与外力平行方向使SiCw/6061Al复合材料的应力增大,而压缩时SiC晶须转向与外力垂直方向使其应力减小,而不是由动态再结晶引起.     

晶须取向对SiCw/6061Al复合材料热压缩变形行为的影响

采用SEM 和 Magiscan-2A 图像分析系统研究了晶须取向对SiCw/6061Al复合材料在300℃压缩变形行为的影响.结果表明:晶须取向影响着晶须折断程度和转动角度; 随着晶须取向角的增加,晶须转动和折断行为所导致的软化效果下降.同时晶须取向也影响复合材料的热压缩应力-应变曲线的形状.在热压缩变形过程中,晶须取向角为0°和30°的复合材料表现出明显应变软化现象, 晶须取向角为45°的复合材料无明显软化现象.晶须取向角为90℃的复合材料表现出应变硬化现象.     

SiCw/6061Al复合材料的界面研究

本研究用CM12型透射电镜配备的PV9100X射线能谱,对SiCw/6061Al复合材料中碳化硅晶须和相邻铝基体之间界而区域的铝、硅二元素的相对含量进行了测试;并利用JCXA733电子探针设备,测试了由复合材料溶下的碳化硅晶须中铝、硅二元素的相对含量。测试结果表明:铝元素没有向碳化硅晶须中扩散。虽然在碳化硅晶须表层大约50nm范围内存在铝元素的浓度梯度变化,但是否由扩散所致,尚需进一步探讨。     

晶须取向对SiCw／Al复合材料切削表面质量的影响

切削与晶须取向方向间的夹角对ＳｉＣｗ／Ａｌ复合材料切削表面质量有很大影响。当切削角为４５°时，晶须拔出和转动现象均较少，复合材料切削表面粗糙度最低。当切削角为１３５度时，晶段转动造成的撕裂破坏程度很大，复合材料切削表面粗糙度最大。     

晶须取向对SiCw／Al复合材料力学性能的影响

研究了压铸态及挤压态20％（体积分数SiCw/6061Al复合材料中晶须取向及其拉伸力学性能,结果表明,压铸态复合材料中晶须取向趋于混乱分布状态,因而其力学性能具有较高的各向均匀性,复合材料经过挤压变形后晶须呈定向排列,沿挤压方向的各项力学性能均有所提高,尤其是伸长率得到显著改善。     

热挤压对SiCw·SiCp/2024Al组织与性能的影响

为了研究SiCw·SiCp/2024Al复合材料的热变形行为,对压铸法制备的SiCw·SiCp/2024Al复合材料进行了热挤压变形,并测定了其变形前后的室温拉伸性能.利用扫描电镜和透射电镜对复合材料热变形前后的微观组织进行观察.研究表明:增强体在基体中分布均匀,并与基体有良好的界面结合;热挤压后,纳米颗粒分布的均匀性和分散性得到改善,SiC晶须产生了沿挤压方向的定向排列,且SiC晶须与基体合金的界面结合良好;随着SiC颗粒含量的增加,混杂增强复合材料的抗拉强度随之升高,挤压后复合材料的抗拉强度进一步提高;与基体合金相比,混杂增强复合材料的延伸率下降,热挤压有利于提高混杂复合材料的延伸率.     

高压原位合成Al3Ni晶须增强AI基复合材料

在１－６ＧＰａ范围内原位合成Ａｌ３Ｎｉ晶须增强Ａｌ基复合材料。原位合成的Ａｌ２Ｎｉ晶须尺寸小，在高致密度的复合中分布弥散；并研究了对Ａｌ３Ｎｉ昌须尺寸及晶发布取向的影响。     

SiCw/Al-Al3Ni复合材料断口的分维特征

本文所研究的复合材料,其基体Al-Al₃Ni合金具有很好的组织热稳定性,因而可以通过改变拉伸温度并在组织结构基本不发生变化的情况下,使材料的分维和断裂功发生变化.分维的测量采用断口轮廓法(FPM).研究结果指出,SiCw/Al-Al₃Ni复合材料的分维可分为三部分,每部分分维存在的尺寸范围与组织结构有一定的对应关系.文中还讨论了断裂功与分维之间的关系.     

压铸态SiCw/6061Al复合材料中弹性模量的不均匀性

借助图象仪与扫描电镜联机系统，测量压铸态SiCw/6061Al复合材料中的晶须取向分布。基于剪滞后模型及晶须的实际分布情况，分析复合材料弹性模量的不均匀性，采用超声声速法，测量复合材料的弹性模量。结果表明，压铸态复合材料中晶须在垂直压铸方向具有一定择优取向性，晶须体积分数越高其择优取向程度越明显，从而造成复合材料各向弹性模量的不均匀性，试验结果与理论计算基本吻合。     

SiCw／LD2复合材料零错配应力温度及其调整

分析ＳｉＣｗ／Ａｌ复合材料热错配应力变化规律，建立零错配应力温度的概念及近似计算公式。对压铸和挤压态的ＳｉＣｗ／ＬＤ２材料，依次进行固溶时效及－７８℃￣－１９６℃处理。研究热错配应力随温度的变化规律，证实了零错配应力温度的存在。     

SiCw／Al复合材料中SiCw的空间取向函数

通过理论分析,建立了ＳｉＣｗ／Ａｌ复合材料中ＳｉＣｗ的平面取向函数与空间取向函数的关系,研究了压铸态及挤压ｉＣｗ／Ａｌ复合材料中ＳＳｉｃｗ的平面间取向函数。结果表明,复合材料中ＳｉＣｗ平面取向函数与空间取向函数存在明显差咖;其中空间取向函数代表复合材料中ＳｉＣｗ的实际取向分布状态,与复合材料中的各工异相符合。     

挤压温度对15 vol %SiCP/ Mg-9Al 镁基复合材料拉伸性能与断口形貌的影响

研究了挤压温度对粉末挤压法制备镁基复合材料室温拉伸性能和断口形貌的影响。实验结果表明: 复合材料在350～450 ℃温度范围内挤压温度越高, SiC 颗粒分布越均匀, 致密度越高, 复合材料强度、延伸率上升;复合材料断裂方式随着挤压温度升高由颗粒/ 基体脱粘向颗粒断裂转变。      

团簇对粉末热挤压铝基复合材料力学性能的影响

为明确晶须团簇行为对材料力学性能的影响,采用粉末热挤压法制备了硼酸镁晶须增强铝基复合材料,对不同含量的晶须增强铝基复合材料进行了力学性能测试,并基于载荷传递模式提出相应的模型对材料强度进行预测.结果表明:随着硼酸镁晶须含量的增加,团簇加剧;当晶须体积分数大于10%时,材料力学性能降低;提出的模型考虑了团簇因素,成功预测了复合材料的实验强度.     

SiCw／Al复合材料的残余热应力与Bauschinger效应

研究了晶须体积分数为２５％的ＳｉＣｗ／Ａｌ复合材料的残余淬火应力及在较大预压缩变形条件下的Ｂａｕｓｃｈｉｎｇｅｒ效应。结果表明，复合材料中的残余应力随淬火温度的提高而增大，复合材料压缩变形后，晶须发生了转动。晶须转动与残余应力共同作用的结果是复合材料的Ｂａｕｓｃｈｉｎｇｅｒ应力在的淬火温度下达到最大值。     

界面性能对SiCp/6061Al复合材料棘轮行为的影响

利用复合材料细观有限元分析方法,对SiC颗粒增强6061Al合金复合材料的单拉行为、单轴棘轮行为进行数值模拟。模拟中讨论了耦合自由边界、界面结合状态对复合材料棘轮行为的影响;同时,分析了基体和界面的微观变形特征及其演变规律。选取1组合理的微结构参数,对复合材料的棘轮行为进行数值模拟,并通过与实验结果的比较,检验有限元模型的合理性。结果表明：耦合边界很大程度改善了模拟结果;界面结合状态越好,即界面弹性模量、屈服强度和硬化模量越高,产生的棘轮变形越小;具有合理参数值的弱界面模型给出的棘轮变形预测结果比完好界面模型的结果更接近于实验值。     

晶须转动对铝基复合材料热压缩变形行为的影响

采用平面应变有限元方法研究了晶须转动对晶须增强铝基复合材料热压缩变形行为的影响.数值结果表明:晶须转动不仅引起晶须承载能力的下降,而且也影响基体的塑性变形行为,同时复合材料在热压缩变形过程中表现出明显的应变软化行为.数值分析研究进一步证明:晶须转动是复合材料出现应变软化的重要原因.