Assessment of the SiC＿p Distribution Uniformity in SiC＿p／Al Composites Made by Powder Metallurgy

ＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｔｈｅＳｉＣ＿ｐＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＵｎｉｆｏｒｍｉｔｙｉｎＳｉＣ＿ｐ／ＡｌＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＭａｄｅｂｙＰｏｗｄｅｒＭｅｔａｌｌｕｒｇｙＦａｎＪｉａｎｚｈｏｎｇ；ＹａｏＺｈｏｎｇｋａｉ（樊建中）（姚忠凯）（Ｈａｒｂｉｎ...     

铸造SiCp／Al复合材料耐磨性能研究

研究了利用液态搅拌铸造法所制备的SiC_p/ZL101复合材料的耐磨性。着重探讨了SiC颗粒的预处理状态及磨损试验载荷。路程对材料耐磨性的影响。结果表明,与基体合金或原始态SiC颗粒增强的SiC_p/ZL101复合材料相比,SiC_p经一定方法预处理后所增强的复合材料的的耐磨性显著提高,提高的幅度随磨损载荷或路程的增加而增大,而且其增大的幅度随SiC_p预处理状态的变化而存在显著差异。     

低温处理对SiCp／6061Al复合材料残余应力的影响

对时效状态及－６０℃和－１９６℃低温处理状态的Ｓｉｃ_ｐ／６０６１Ａｌ（ＳｉＣ体积分数为２０％）复合材料中的热残余应力进行了Ｘ射线应力测定及有限元分析．实验与计算结果均表明，随着低温处理温度的下降，复合材料基体相中的平均残余应力由拉应力逐渐变成了压应力，增强相中的平均残余应力由压应力逐渐变成了拉应力．但是，低温处理后材料内部仍然存在着应力梯度和应力集中，基体相中仍然存在着拉应力区．     

SiC颗粒对SiC_p/2009Al复合材料疲劳短裂纹扩展的影响

采用粉末冶金法制备15%(体积分数)SiC_p/2009Al复合材料,研究该材料的微观组织、力学性能、高周疲劳性能以及疲劳断口形貌.结果表明:在SiC_p/2009Al复合材料的疲劳短裂纹扩展阶段,SiC颗粒及其表面包覆的2009Al薄层在裂纹扩展面上形成"丘陵"状形貌,使疲劳断口的粗糙度增大,裂纹的闭合效应也随之增大:同时"丘陵"状形貌可以引发疲劳裂纹扩展路径偏析,使裂纹扩展的有效驱动力减小并使裂纹扩展路径增加;上述裂纹迟滞效应使SiC_p/2009Al复合材料在短裂纹扩展阶段具有较高的疲劳裂纹扩展抗力.     

SiC_p/Al室温阻尼性能与应变振幅的相关性

从细观力学观点出发 ,利用胞元法对颗粒增强金属基复合材料SiCp/Al的阻尼特性进行了数值模拟 ,研究了应变振幅对室温下SiCp/Al复合材料的阻尼性能的影响。结果表明 :在应变振幅ε0 较低的条件下 ,阻尼性能与应变振幅无关 ;当应变振幅ε0 达到一临界应变振幅εcrit后材料的阻尼性能随着应变振幅的增大而迅速增大。所得的模拟结果与G L位错阻尼模型吻合较好 ,表明SiCp/Al复合材料的室温阻尼性能主要是材料中两相在循环载荷作用下变形不一致而在相界面处产生局部微塑性变形造成的。     

电子封装用SiC_p/铝基复合材料的触变性能

采用Gleeble-1500热模拟机,研究了半固态SiCp/铝基复合材料在不同触变温度和变形速率下的触变性能和组织特征。结果表明,随着应变的增加,复合材料应力首先快速增加,然后快速减小,最后又有缓慢增加的趋势。此外,随着变形温度降低或变形速率升高,复合材料的半固态压缩变形应力均增加。经过压缩变形后,自由变形区比大变形区分布有更多的SiCp,含量达到55%(体积分数)左右,且平均尺寸小于20μm。细SiCp在压缩变形后主要集中于自由变形区,这表明通过半固态触变成形产生的液固相分离可产生高SiCp区域,从而符合电子封装材料的要求。     

含高体积分数SiC_p的Al复合材料微观组织及弯曲性能

利用无压浸渗法制备高体积分数SiC的SiC_p/Al复合材料.采用XRD和SEM对复合材料的相组成、微观组织及断口形貌进行分析,研究颗粒粒径分布和基体合金成分对复合材料抗弯性能的影响.结果表明:以Al-10Si-8Mg(质量分数,%)合金为基体制备的复合材料组织均匀,致密度好,无明显气孔缺陷;界面反应产物为Mg2Si、MgAl_2O_4和Fe,其弯曲强度高于以Al-10Si合金为基体制备的复合材料的弯曲强度;SiC_p/Al复合材料的弯曲强度随着SiC颗粒粒径的增大而减小;复合材料整体上表现出脆性断裂的特征.     

SiC_p/Al基复合材料的铝浴自蔓延反应制备及其热学性能

将SiC和Ti的混合粉末压坯浸入铝液中 ,引发SiC和Ti的自蔓延反应 ,制备了低膨胀、高导热和高含量SiCp/Al基复合材料。自蔓延反应产物Ti5Si3和TiC在SiC颗粒表面原位形成涂层 ,改善了SiCp/Al界面的润湿性。SiC颗粒自重沉降 ,可形成高SiC含量的复合材料。考察了复合材料的热膨胀系数、导热系数及其与自蔓延反应之间的关系。结果表明 ,自蔓延反应对材料的热膨胀系数影响不大 ,但剧烈的自蔓延反应会损害材料的导热性能 ,如果适当控制反应程度 ,可以制备低膨胀、高导热的SiCp/Al基复合材料。     

STUDY ON THE SiC_p./Al-ALLOY COMPOSITE AUTOMOTIVE BRAKE ROTORS

1. IntroductionThe SiC particulate reinforced aluminum matrix composites (AMC) have sucll characteristics as high specific stiffness and strength, high wear resistance, high thermal condllctivity, and lightweight etc. Using such lightweight material, as aluminum matrix compositein brake systems is one of the ways to reduce unsprung weight of motor vehicles. Thetribological and wear behavior of the aluminum matrix composite have been reported bydifferent ...ea.chers[1--4], and AMC brake roto…     

In Situ SEM Observation of Fracture Characteristics of SiC Particle Reinforced Aluminum Alloy Composites

ＩｎＳｉｔｕＳＥＭＯｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆＦｒａｃｔｕｒｅＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＳｉＣＰａｒｔｉｃｌｅＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＡｌｕｍｉｎｕｍＡｌｌｏｙＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＧｕｏＷｅｉ；ＹａｎｇＧａｉｙｉｎｇ；ＺｈａｎｇＳｈａｏｍｉｎｇ；Ｓ...     

不同制备方法对SiC_p/Fe金属陶瓷性能的影响

采用非均相沉淀法制得Cu包裹SiC_p复合粉体,利用干混、球磨的方法获得混合均匀的Fe-SiC_p(Cu)粉体.分别采用常压气氛烧结和电导直热真空热压烧结两种方式制备出SiCp/Fe金属陶瓷.利用XRD、SEM等手段对包裹粉体和烧结样品的组成及形貌等进行了表征,分别采用阿基米德原理及显微硬度仪测量了烧结样品的密度和显微硬度.结果表明,SiC_p表面包裹一层Cu有利于改善SiC_p和Fe的分散性和化学相容性.热压条件下样品的结构均匀,致密度和显微硬度均高于常压下制品.热压950 ℃保压4 min的样品密度和维氏硬度分别为7.12 g/cm~3和4200 MPa.     

EFFECT OF REINFORCEMENT VOLUME FRACTION ON PRECIPITATION IN MATRIX OF SiC_p/AI COMPOSITE

The differential scanning calorimetric(DSC) and transmission electron microanalysis(TEM) techniques were used to study the kinetic process of precipitation in matrix ofcast SiC_p/2024 composites.The results showed that precipitation reactions of GPzone and intermediate phase S'(Al_2CuMg)in the composites were accelerated comparedwith SiC-free material,the peak temperatures of both reactions were decreased.Thereaction enthalpies of both the GP zone and intermediate phase S' formation in thematrix were substantially decreased after the addition of SiC.TEM analysis found thatthe alloying element Mg segregated at the SiC/Al interfaces,and was depleted in thematrix near the interface.The precipitation-free zones(PFZ) and precipitation-sparsezones(PSZ) formed near the interfaces,as a results,the volume fraction of precipitatesin matrix was reduced.     

SiCp/Al复合材料与LD2的摩擦焊研究

采用摩擦焊方法对SiCp／Al复合材料与LD2进行连接。焊后借助于光学显微镜对焊接接头进行了微观组织和显微硬度分析。结果表明，在合适的工艺参数下，SiCp／Al复合材料与LD2的摩擦焊焊缝区结合致密，无气孔、夹杂和裂纹等缺陷，其接头强度略高于LD2与LD2的接头强度，因此采用摩擦焊方法焊接颗粒增强型复合材料是可行的。     

Al_2O_3/Al基颗粒增强复合材料的凝固组织

本文利用旋涡制造颗粒增强铝基复合材料 ,探讨了增强颗粒的添加对基体凝固组织的影响 ,对比了添加SiO2 (SiO2 和铝液发生下式反应 :3SiO2 4Al—→ 3Si 2Al2 O3 )和Al2 O3 复合材料的增强颗粒分布。实验结果表明 ,由于颗粒的存在 ,晶体的生长受到影响 ,导致组织细化。添加SiO2 复合材料的增强颗粒分布比添加Al2 O3 复合材料的增强颗粒分布更易均匀     

SiCp含量和尺寸对Al基复合材料摩擦学特性的影响

通过分析SiCp/Al基复合材料中第二相SiCp的含量、分布和尺寸对其性能的影响,深入地研究了微米、亚微米SiCp/Al复合材料的摩擦磨损特性,尤其是SiCp/Al复合材料磨损亚表层特性的影响.研究结果表明:复合材料的磨损是粘着磨损、微切削和剥层的共同作用,SiCp对材料粘着磨损有一定的抑制作用,且随着SiCp粒度和含量的增大,SiCp/Al基复合材料的耐磨性也随之增加;由于SiCp承担了部分载荷和表层存在着机械混合层,因此复合材料具有比其基体金属更高的耐磨性.     

SiC增强2024Al及6061Al合金复合材料的高温蠕变与循环蠕变行为

通过对ＳｉＣｗ／６０６１Ａｌ与ＳｉＣｐ／２０２４Ａｌ复合材料的蠕变及循环蠕变行为的对比研究发现，虽然ＳｉＣｗ／６０６１Ａｌ复合材料与ＳｉＣｐ／２０２４Ａｌ复合材料相比有较高的蠕变抗力，但其蠕变门槛应力却较低，两种材料在２９８℃都显示循环蠕变减速行为，但后者更明显，ＳｉＣｗ／６０６１Ａｌ复合材料的稳态循环蠕变速率随卸载量增加首先降低然后升高，而ＳｉＣｐ／２０２４Ａｌ复合材料的稳态循环蠕变速率却随卸载     

Improvement of strength of B／Al composite by thermal-mechanical cycling

The mechanical properties of B/Al composite were measured at room temperature in the as-fabricated condition and after thermal-mechanical cycling(TMC). The effects of TMC on microstructure and tensile fracture behavior of B/Al composite were studied using transmission electron microscope(TEM) and scanning electron microscope(SEM). The fibers/matrix interfaces are degraded during TMC, the extent of which is enhanced with increasing the cycles, causing a measurable decrease of stage I modulus of the B/Al composite. The TMC induces the dislocation generation in the aluminum matrix and the dislocation density increases with the cycles. The synergistic effect of the matrix strengthening and the interracial degradation during TMC is found to play an important role in controlling the changes of tensile strengths and fracture behavior of the composite. The ultimate tensile strength of the composite increases with the cycles increasing. The interfaces in the B/Al composite change from the stronglybonded states toward the appropriately-bonded ones with increasing the cycles. TMC will provide an approach of improving the strength of B/Al composites.     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的微屈服行为研究

采用无压渗透法制备碳化硅颗粒增强铝基复合材料，探讨了基体材料、增强相尺寸、增强相体积分数、热处理工艺等对其微屈服行为的影响。结果表明：在其它条件不变的情况下，随着增强体颗粒尺寸的减小、增强体体积分数的增大，复合材料的微屈服抗力逐渐增大，有较好的微屈服行为。通过选择适当的基体材料、合理的热处理工艺来提高基体强度，可使复合材料的微屈服抗力增大。     

Ce及Mg对SiCp/Al复合材料界面润湿性的影响

采用液态搅拌法制备了SiCp/ZL105复合材料,并对其界面行为进行了研究.试验结果表明,表面活性元素Mg的加入能降低铝合金熔体的表面张力,进而改善SiC颗粒与铝基体间的界面润湿性,增强SiC颗粒与基体间的浸润复合;而加入富铈混合稀土后没有收到明显的效果.分析认为,Mg对铝液表面张力及其在颗粒表面润湿性的改善是通过在颗粒与熔体间引发了化学反应达到的,并非仅物理作用.在本试验条件下,Mg的加入引发了MgAl2O4在颗粒表面的生成,达到了改善界面润湿性的效果;而富铈稀土加入后,未在SiC颗粒与铝熔体间引发界面反应.     

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.