硅酸铝短纤维增强AZ91复合材料的制备

以晶化的硅酸铝短纤维为增强体，以偏磷酸铝为粘结剂，把干法和湿法结合起来制做预制块，采用挤压浸渗工艺制备AZ91镁基复合材料，结合光学显微镜和扫描电镜进行铸造缺陷和显微组织分析。结果表明，中性的磷酸铝溶液是制备硅酸铝短纤维增强镁基复合材料（Al2O3-SiO2/AZ91）的最合适的预制块用粘结剂之一；采用复合挤压工艺可以有效防止或减轻金属基复合材料的组织缩松。     

Al2O3sf/AZ91D-Y镁基复合材料二次重熔及等温压缩研究

为了推动半固态加工在镁基复合材料成形中的应用,采用液态浸渗法制备出体积分数为10%的Al2O3sf/AZ91D-Y镁基复合材料,并采用等径道角挤压对镁基复合材料进行了形变诱导。再对镁基复合材料进行了二次重熔,并采用等温压缩实验对镁基复合材料在半固态下的力学性能进行了研究。研究表明：在550℃和560℃时延长保温时间有利于组织的球化,在560℃比550℃时,更加能促进晶粒的结晶球化;在相同的应变速率下,压缩变形时的峰值应力随着加热温度升高而降低;在相同的加热温度下,应变速率越大,峰值应力越大。     

气压浸渗法制备Al_2O_(3(sf))/Al复合材料的缺陷分析

采用气压液态金属浸渗法制备了Al2O3(sf)/Al复合材料,通过X射线衍射仪、能谱仪、扫描电镜等研究手段对材料微观缺陷进行观察分析。研究表明,影响Al2O3(sf)/Al复合材料力学性能的主要因素有:在材料制备过程中,纤维不均匀分布造成的团聚;基体合金在加热过程中析出的Mg2Si相以及熔融金属液在浸渗预制体时所产生的显微缩孔及气孔。     

SiCp/AZ91D复合材料真空压力浸渗制备工艺及微观组织的研究

采用真空压力浸渗装置制备SiCp/AZ91D复合材料。对制备工艺进行了改进,提出了以SiC颗粒覆盖法保护镁合金熔体的措施,可以有效解决熔剂覆盖法易造成的熔剂夹杂问题;在压力0.4MPa、浸渗温度700℃、保压5min的条件下,制备SiC单一颗粒尺寸为5μm、体积分数为44.7%的SiCp/Mg复合材料;并且成功制备32μmSiC单一颗粒体积分数为56.4%的SiCp/AZ91D复合材料。经过光镜、扫描电镜和X射线衍射仪分析表明,采用SiC颗粒覆盖法制备SiCp/AZ91D复合材料组织致密、无明显孔洞及夹杂等铸造缺陷,有新相Mg2Si生成。     

局部增强铝基复合材料挤压铸造一体化成形技术

在分析了各种传统金属基复合材料制备方法的基础上,提出了金属基复合材料压力下浸渗-挤压铸造致密法制备新工艺。利用该工艺制备出Al2O3sf.SiCp/铝基复合材料,同时以负重轮为典型制件,利用这项新工艺实现了复合材料耐磨圈与本体挤压铸造的一体化成形。对制件观察和性能测试表明,该工艺制备的复合材料界面结合良好、组织致密、性能优异。     

等径角挤压层状复合材料的扩散连接（英文）

研究了等径角挤压层状复合材料的微观组织、扩散和机械结合行为以及显微硬度分布。在室温和高温(300°C)下采用1～4道次等径角挤压工艺制备Al-Cu和Cu-Ni层状复合材料。扫描电镜微观结构表征及抗剪强度试验结果表明,由于在等径角挤压过程中具有更高的塑性变形容忍度,4道次等径角挤压试样层片材料之间的结合强度远远高于1道次样品。此外,剪切强度数据表明,升高等径角挤压温度会使试样的剪切强度显著增加,这主要是由于Al/Cu和Cu/Ni界面在高温下形成了扩散连接。等径角挤压Cu/Ni/Cu复合材料的高温剪切结合强度明显高于等径角挤压Cu/Al/Cu复合材料。     

Al_2O_3-SiO_2/AZ91D镁基复合材料的挤压浸渗制备工艺及微观组织和界面的研究

采用挤压浸渗法制备Al_2Or_3-SiO_2/AZ91D复合材料.改进制备工艺,利用价格低廉且来源广泛的硅酸铝短纤维作增强体,用磷酸铝作黏结剂制得预制体.在预制体温度660℃、模具温度560℃、浇注温度760℃和压力30～50MPa下,通过挤压浸渗工艺制备AZ91D镁基复合材料.采用光学显微分析、XRD衍射分析、SEM扫描分析等方法研究该复合材料.结果表明,镁与磷酸铝黏结剂反应后在界面上生成一定数量的Mgo颗粒和少量的MgAl_2O_4颗粒,致使硅酸铝增强纤维和镁合金基体之间形成较强界面结合.复合材料组织致密、无明显孔洞及夹杂等铸造缺陷.其界面上的反应产物主要有MgO、MgP_4、MgAl_2O_4和Mg_2Si     

保温时间对Al2O3f/AZ91D复合材料抗拉强度的影响

采用熔体浸渗法制备了Al2O3f／AZ91D复合材料,并利用光学显微镜、SEM、XRD等手段对其成分、组织及保温时间与抗拉强度之间的关系进行了研究。结果表明,Al2O3f／AZ91D复合材料组织中有硬脆相Mg2Si生成;保温40min时复合材料的抗拉强度较基体合金略有增强;随着保温时间的延长,材料组织中的Mg2Si相大量增加,从而使复合材料的抗拉强度下降。     

ECAP对碳纳米管/AZ31复合材料显微组织的影响

采用碳纳米管孕育块铸造法制备了碳纳米管/AZ31镁基复合材料,并对其进行了等径角挤压实验.利用光学金相显微镜对它的显微组织进行了观察和分析,研究了等径角挤压变形工艺对复合材料显微组织的影响规律.结果表明:等径角挤压工艺可明显细化复合材料的晶粒组织;随着变形道次的增加,复合材料平均晶粒尺寸不断得到细化,组织更加均匀.     

Al2O3颗粒增强AZ91D镁基复合材料的研究

以平均颗粒尺寸为30nm的Al2O3颗粒作为增强相,采用全液态搅拌铸造法制备了Al2O3/AZ91D复合材料。通过光学显微分析、XRD衍射分析、SEM扫描和EDS能谱分析、硬度测试等检测手段对复合材料的显微组织和性能进行了研究。研究结果表明:由于初生相α-Mg在Al2O3颗粒表面非均质形核及Al2O3颗粒阻碍α-Mg相生长的双重作用使Al2O3/AZ91D复合材料的晶粒得到了明显细化,而且复合材料的硬度明显高于AZ91D合金,并随着Al2O3颗粒加入量的增加,其复合材料的硬度不断提高。     

Al2O3sf.SiCp／LY12复合材料液态下浸渗与塑性成形的研究

采用液态浸渗和渗后直接挤压的方法,成功地制备出Al2O3sf·SiCp／LY12非连续混杂增强金属基复合材料。其增强物分布均匀,基体组织致密,与基体LY12相比具有较高的弹性模量、屈服强度、抗拉强度,并且延伸率也保持较高的水平。同液态浸渗制备的复合材料相比,各项力学指标均有提高。     

Cu含量对Al2O3·SiO2sf/Al-Cu复合材料耐磨性能的影响

通过挤压铸造的方法制备出了不同Cu含量的系列Al2O3·SiO2sf/Al-Cu复合材料.摩擦磨损实验结果表明,Cu的加入降低了复合材料的摩擦系数;且随着Cu含量的增加,Al2O3·SiO2sf/Al-Cu复合材料的耐磨性能先增加后降低.在磨损过程中,Al2O3·SiO2纤维增强相牢固地镶嵌在基体里并形成支架,起到保护基体而提高复合材料耐磨性能的作用.Al2O3·SiO2sf/Al复合材料的磨损机制主要为黏着磨损,Al2O3·SiO2afAl-Cu复合材料的磨损机制为黏着磨损为主并伴有磨粒磨损.     

往复挤压对Al_2O_(3f)/AZ91D复合材料组织与高温蠕变性能的影响

通过金相组织观察、扫描电镜分析以及高温压缩蠕变试验,研究了往复挤压对Al2O3f/AZ91D复合材料组织和高温蠕变性能的影响。结果表明,Al2O3f/AZ91D复合材料经过两道次的往复挤压后,基体组织显著细化,挤压消除了纤维的偏聚,改善了纤维的分布,但高温蠕变性能显著降低。     

ECAP变形对MWCNTs/AZ31复合材料抗腐蚀性能的影响

采用碳纳米管孕育块铸造法制备多壁碳纳米管/AZ31镁基复合材料,经等径角挤压(ECAP)变形后对复合材料在3.5%NaCl(质量分数)的腐蚀介质中进行静态浸渍试验和电化学极化曲线测定,研究等径角挤压变形工艺对复合材料抗腐蚀性能的影响;利用数码相机、扫描电子显微镜对复合材料腐蚀前后的表面形貌进行观察和分析;并对复合材料的抗腐蚀机理进行分析。结果表明:等径角挤压变形工艺能有效的提高多壁碳纳米管(CNTs)/AZ31复合材料的抗腐蚀性能,经等径角挤压变形4道次后,复合材料的平均腐蚀速率由挤压态的0.6035mg/(m2·s)降为0.2963mg/(m2·s)。腐蚀电流密度Icorr由ECAP变形前的3.363μA/cm2减小到2.269μA/cm2。     

压力对挤压铸造Mg-Zn-Y准晶增强AZ91D镁基复合材料显微组织和力学性能的影响(英文)

采用挤压铸造工艺制备Mg-Zn-Y准晶增强AZ91D镁基复合材料,研究挤压压力对此复合材料显微组织和力学性能的影响。研究结果表明:挤压铸造工艺是细化晶粒的有效方法,复合材料由α-Mg基体、β-Mg17Al12相以及二十面体Mg3Zn6Y准晶相(I相)组成,且随着挤压压力的增大,β-Mg17Al12相以及Mg3Zn6Y准晶颗粒含量增加,基体晶粒进一步细化,α-Mg树枝晶向等轴晶转变;当挤压压力为100 MPa时,极限抗拉强度和断后伸长率达到最大值,分别为194.3 MPa和9.2%,拉伸断口出现大量韧窝;准晶增强AZ91D镁基复合材料的强化机制主要为细晶强化和准晶颗粒强化。     

热处理对SiC_p/AZ91D复合材料组织和力学性能的影响

在无溶剂熔炼的条件下,采用挤压铸造法制备了SiCp/AZ91D复合材料,并研究了热处理工艺对SiCp/AZ91D复合材料组织和力学性能的影响。结果表明:经热处理后,SiCp/AZ91D复合材料的晶粒明显细化,平均尺寸在100μm以下;显微组织致密,无明显缩孔及夹杂等铸造缺陷,拉伸断口表现为韧脆混合断裂特征,主要由解理台阶、撕裂棱和小尺寸的韧窝组成。此外,其力学性能较未热处理的SiCp/AZ91D复合材料和AZ91D合金均有大幅提高,抗拉强度和伸长率分别提高了46.7%、147.8%和61.2%、88.1%。     

AZ91D镁合金等径道角挤压制备半固态坯数值模拟

基于半固态坯采用等径道角挤压（ECAE）制备的应用背景，采用PRO／E建立了等径道角挤压的几何模型，通过压缩实验获取了AZ91D镁合金的高温应力应变曲线，采用有限元软件DEFORM-3D对ECAE挤压变形过程进行了模拟，分析了内外转角部位的应力（平均应力、最大主应力和等效应力）变化、应变分布情况等，以揭示等径道角挤压变形跟模具内转角半径的关系。结果表明，模具内转角半径不为零时，坯料挤压过程中，将有正虚力存在，并且内外转角应力变化不尽相同；应变分布不均匀，具有一定梯度；内转角部位，除了承受剪切，还受到压缩作用，外转角反之。     

挤压铸造准晶增强AZ91D镁基复合材料组织与性能

为了改善AZ91D镁合金的性能,采用挤压铸造法制备了Mg-Zn-Y准晶中间合金增强AZ91D镁基复合材料,研究了准晶中间合金含量对复合材料组织和性能的影响。结果表明挤压铸造工艺可以有效细化晶粒,复合材料的显微组织主要由α-Mg基体、晶界上分布的β-Mg17Al12相以及Mg3Zn6Y准晶颗粒组成,准晶颗粒和α-Mg基体之间形成稳定结合。当准晶中间合金含量为5%时,抗拉强度和断后伸长率达到最大值,分别为194.3MPa和9.2%。复合材料的强化机制为细晶强化和准晶颗粒强化。     

Al2O3-SiO2（sf）/AZ91D复合材料的蠕变微观组织和变形机理

在温度为473-573 K、外加应力为30-100 MPa下,对硅酸铝短纤维增强AZ91D镁基(Al2O3-SiO2(sf)/AZ91D)复合材料及AZ91D镁合金进行拉伸蠕变实验。通过SEM和TEM检测方法对其蠕变微观组织变化和变形规律进行研究。结果表明,当两种材料的真应力指数n=3时,蠕变速率受位错的黏滞性滑移控制;复合材料的门槛应力增大、短纤维有效的承载和传载作用导致复合材料的蠕变抗力显著增大。短纤维表面上的MgO保护层增大了短纤维的承载和传载作用;短纤维的存在阻碍了复合材料的蠕变变形,降低了蠕变变形速率,控制着整个蠕变变形过程。     

挤压铸造AZ91D镁合金的显微组织与力学性能

研究了挤压铸造AZ91D镁合金在不同热处理状态下的显微组织、力学性能以及厚度对镁合金试样力学性能的影响。结果表明,挤压铸造AZ91D镁合金铸态显微组织主要由基体α-Mg和在晶内及晶界上分布的β-Mg17Al12相组成,经固溶处理后得到单相α-Mg固溶体组织,而且在α-Mg晶粒内部也出现了少量颗粒状析出物,经固溶时效处理后β-Mg17Al12相再一次在α-Mg晶内和晶界析出,且晶粒变得更加细小;挤压铸造AZ91D镁合金的硬度、屈服强度、抗拉强度随着试样厚度的增加而减小,而伸长率随着试样厚度的增加而增加。