高能超声处理对原位Al3Ti/A356复合材料显微组织和力学性能的影响

采用熔体直接反应法,以工业钛剂和A356合金为反应物,利用高能超声原位合成了Al3Ti/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物相组成进行分析,并通过拉伸实验对该复合材料的力学性能进行测试。结果表明,经过高能超声处理后,复合材料中的Al3Ti颗粒尺寸较高能超声处理前明显变小,分布也更均匀。当超声功率为1.2kW/cm2,超声作用时间为360s时,颗粒尺寸最小,为0.5～2μm。复合材料的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到281.83、226.72MPa和5.6%,较未施加高能超声的复合材料分别提高了16.2%、10.3%和33.3%。     

Mg_2Si/AZ91D复合材料阻尼性能

以AZ91D镁合金为基体,采用搅熔铸造法将球磨后的粉煤灰漂珠颗粒加入到熔融态基体中,设置球磨漂珠质量分数(2%、6%和10%)和搅拌时间(3min和6min),成功制备了Mg2Si/AZ91D复合材料。采用金相分析、XRD分析和动态机械热分析等方法研究了铸态和固溶态Mg2Si/AZ91D复合材料的显微组织、成分及阻尼性能。研究表明:与AZ91D镁合金相比,加入球磨漂珠颗粒后制备的Mg2Si/AZ91D复合材料中生成了Mg2Si相,而且随着漂珠质量分数的增加,Mg2Si相呈现不规则形状,固溶后Mg2Si相呈现均匀块状。随着漂珠质量分数的增加,Mg2Si/AZ91D复合材料的阻尼性能越好,搅拌时间6min制备的复合材料阻尼性能高于搅拌时间3min制备的复合材料的阻尼性能,并且固溶态的阻尼性能优于铸态。在室温下,Mg2Si/AZ91D复合材料阻尼性能可用位错理论来解释。     

外场对SiCp/AZ91D镁基复合材料组织和性能的影响

在常规条件、电磁模拟微重力场、脉冲电流场和"电磁模拟微重力+脉冲电流"复合场四种外场条件下制备出SiCp含量5wt％的SiCp/AZ91D镁基复合材料,分析测试结果表明:在常规条件下,样品晶粒粗大,β-Mg17Al12相呈现出无规律的网格状结构,新生相Mg2Si以颗粒状的初生相和树枝状的共晶相存在;在电磁模拟微重力场条...     

SiCP/AZ91复合材料的显微组织、力学性能及强化机制

通过搅拌铸造工艺制备出SiC_P体积分数分别为2%、5%、10%和15%的4种5 μm SiC_P/镁合金（AZ91）复合材料。对5 μm SiC_P/AZ91进行了固溶、锻造和热挤压。通过与AZ91对比,研究了SiC_P对AZ91基体热变形后显微组织和力学性能的影响规律。结果表明：SiC_P/AZ91热变形后的晶粒尺寸取决于SiC_P的体积分数。SiC_P的体积分数由0%增加到10%时,SiC_P/AZ91热变形后的平均晶粒尺寸减小;当SiC_P颗粒继续增加到体积分数为15%时,平均晶粒尺寸反而增大。SiC_P的加入能显著提高AZ91的屈服强度和弹性模量,并随颗粒体积分数的增加而增大。SiC_P对AZ91基体的强化作用主要源于位错强化、细晶强化和载荷传递作用,其中,细晶强化对屈服强度的贡献最大。     

Si对AZ91D镁合金显微组织与力学性能的影响

利用光学金相显微镜OM和XRD分析了加入微量Si的AZ91D合金显微组织和相组成,测试了合金室温拉伸力学性能和硬度,利用SEM分析了合金拉伸断口形貌.结果表明,加入一定量Si后AZ91D合金组织中形成汉字状Mg2Si相,富集于固液界面前沿,阻碍α-Mg基体的自由长大,从而细化合金铸态组织;汉字状Mg2Si相的存在导致合金力学性能的降低;AZ91D合金室温拉伸断口是以解理断裂为主的脆性断裂,加入Si后,断裂常发生于α-Mg基体和汉字状Mg2Si相间的界面处.     

(Al11La3+Al2O3)/Al复合材料的高温性能及其强化机制

利用Al-La₂O₃的原位反应和粉末冶金工艺制备出(Al₁₁La₃+Al₂O₃)/Al复合材料。结果表明,高能球磨和高温烧结促进了原位反应,使Al与La₂O₃充分反应并制备出致密无缺陷的材料。对其微观组织的分析表明,微米Al₁₁La₃和纳米Al₂O₃颗粒均匀分散于基体之中。这种复合材料的室温抗拉强度为328 MPa、延伸率为10.5%,350℃的高温抗拉强度为119 MPa、延伸率为10.2%。与传统Al-Cu-Mg-Ag和Al-Si-Cu-Mg耐热铝合金相比,本文的制备的(Al₁₁La₃+Al₂O₃)/Al复合材料其高温抗拉强度提高了大约20%。这种材料的室温强化机制源于Al₁₁La₃和Al     

碳纳米管-Ti3AlC2/AZ91D复合材料的微观组织及力学性能

采用化学镀铜的方法对增强相碳纳米管(CNTs)和Ti₃AlC₂进行表面改性,热压烧结制备了CNTs-Ti₃AlC₂/AZ91D复合材料,研究了其微观组织和力学性能的变化及增强机制。结果表明:CNTs-Ti₃AlC₂/AZ91D复合材料内部主要物相为CNTs、Ti₃AlC₂、Mg和Al₁₂Mg₁₇,增强相均匀分布在基体内,在增强相与基体的界面处存在U相(MgAlCu),使二者界面结合良好。当增强相CNTs 和Ti₃AlC₂含量分别为1wt%和25wt%时,较镁合金AZ91D,CNTs-Ti₃AlC₂/AZ91D复合材料的弹性模量、拉伸强度、屈服强度和延伸率分别提高了120.30%、25.72%、126.50%和36.84%,弯曲强度和压缩强度分别为337.92 MPa和436.27 MPa。CNTs-Ti₃AlC₂/AZ91D复合材料的断裂方式表现为脆性断裂,其强化机制主要为热配错强化、Orowan强化和细晶强化机制。      

热挤压对双尺度SiCp/AZ91镁基复合材料显微组织与拉伸性能的影响

目的 细化SiCp/AZ91镁基复合材料基体晶粒,提高其拉伸强度.方法 基于半固态搅拌铸造的方法制备出双尺度SiCp/AZ91镁基复合材料(标记为M-9+S-1).在不同温度下对M-9+S-1进行慢速挤压,研究挤压温度对其显微组织和力学性能的影响规律.结果 SiCp一方面能够促进DRX形核,使M-9+S-1复合材料基体...     

Mg2Si对Al2O3f/AZ91D复合材料硬度的影响

采用熔体浸渗法制备Al2O3f/AZ91D复合材料,发现有Mg2Si新相生成.利用SEM,XRD等手段对其成分和组成进行了分析,研究了粘结剂的加入量对材料硬度的影响.结果表明:随着硅溶胶量的不断增大,材料硬度随之增大,当硅溶胶加入量大于10%(质量分数)时,对材料硬度的影响较小,且不利于材料的其他力学性能.     

超声原位Mg2Si/AM60复合材料显微组织及力学性能的研究

采用熔体直接反应法与超声处理相结合制备原位Mg2Si/AM60复合材料,研究超声工艺对复合材料中第二相的形貌、分布、数量以及力学性能的影响。结果表明,随着超声处理时间的延长和功率的增加,复合材料中的半连续网状Mg17Al12细化成颗粒状,粗大的中国汉字状Mg2Si破碎成细小的中国汉字状、纤维状、颗粒状,其力学性能逐渐升高,但超声处理时间超过60s后,组织恶化,力学性能降低。超声处理时间 为60s、功 率 为600W制 备 的 复 合 材 料 中 的Mg17Al12、Mg2Si主要呈颗粒状且均匀分布,Mg17Al12的析出受到显著的抑制,其抗拉强度和伸长率较未超声时的178.24MPa、3.56%分别提高了10.4%、48.3%,达到196.75MPa、5.28%。     

Enhanced mechanical response of hybrid alloy AZ31/AZ91 based on the addition of Si3N4 nanoparticles

The main aim of this study was to simultaneously increase tensile strength and ductility of AZ31/AZ91 hybrid magnesium alloy with Si₃N₄ nanoparticles. AZ31/AZ91 hybrid alloy nanocomposite containing Si₃N₄ nanoparticle reinforcement was fabricated using solidification processing followed by hot extrusion. The nanocomposite exhibited similar grain size to the monolithic hybrid alloy, reasonable Si₃N₄ nanoparticle distribution, non-dominant (0 0 0 2) texture in the longitudinal direction, and 13% higher hardness than the monolithic hybrid alloy. Compared to the monolithic hybrid alloy (in tension), the nanocomposite simultaneously exhibited higher yield strength, ultimate strength, failure strain and work of fracture (+12%, +5%, +64% and +71%, respectively). Compared to the monolithic hybrid alloy (in compression), the nanocomposite exhibited higher yield strength and ultimate strength, lower failure strain and higher work of fracture (+35%, +4%, −6% and +6%, respectively). The beneficial effects of Si₃N₄ nanoparticle addition on the enhancement of tensile and compressive properties of AZ31/AZ91 hybrid alloy are investigated in this paper.     

挤压复合AZ91-(SiC_(P)/AZ91)复合板材显微组织和力学性能EI北大核心

在300,350,400℃下成功通过挤压复合法制备多层AZ91-(SiC_(P)/AZ91)复合板,探究AZ91-(SiC_(P)/AZ91)复合板中SiC_(P)/AZ91复合材料层和AZ91层的显微组织演变、界面的演化机制和力学性能变化规律。结果表明:热挤压复合中,AZ91-(SiC_(P)/AZ91)多层复合板中合金层发生完全动态再结晶,晶粒细化,合金组织随挤压温度的升高更均匀,而且外层合金层比内层合金层晶粒尺寸略大;SiC_(P)/AZ91复合材料层同样发生完全动态再结晶,晶粒尺寸小于合金层,随着挤压温度的升高,SiC_(P)的分布更加均匀;不同挤压温度下AZ91-(SiC_(P)/AZ91)复合板合金层与复合材料层界面均未出现明显的分层以及开裂现象;AZ91-(SiC_(P)/AZ91)复合板的室温力学强度位于AZ91合金与SiC_(P)/AZ91复合材料之间,SiC_(P)/AZ91层中SiC_(P)与基体界面脱粘是导致复合板材失效的主要原因。     

The effect of Li on the tensile properties of cast Al–Mg2Si metal matrix composite

The effects of both Li modification and cooling rate on the microstructure and tensile properties of an in situ prepared Al–15%Mg₂Si composite were investigated. It was found that the addition of 0.3%Li reduces the average size of Mg₂Si primary particles from 30 to 6 μm. The effect of cooling rate was investigated by the use of a mold with different section test bars. The results showed an increase in both UTS and elongation values with reduction in section thicknesses corresponding to increasing cooling rates. Adding Li also raised the tensile strength and elongation values and reduced the number of decohered particles observed in fracture surfaces thereby increasing the alloy's ductility. Data scatter and unexpected low tensile values of 3 mm sections were attributed to casting defects observed in fracture surfaces. Large clusters of Mg₂Si particles and eutectic cell boundaries were found to be potential crack propagation paths in this alloy.     

流变成形压力对Al2Y/AZ91镁基复合材料摩擦磨损行为的影响

采用销盘式摩擦副,在转速为100 r/min干摩擦条件下,结合OM、SEM结果,考察了不同载荷与成形压力对流变成形Al2Y/AZ91镁基复合材料(质量分数2%Y)摩擦磨损性能的影响,并探究耐磨性与材料显微组织、力学性能之间的关系.研究表明:在相同的实验载荷下,随着制备复合材料流变成形压力的增加,材料的磨损质量和摩擦系数减少,本实验条件下最大成形压力为100 MPa时磨损量和摩擦系数最小,摩擦磨损性能较佳;对于在相同成形压力下制备的镁基复合材料,磨损质量随着载荷的提升而增大,而摩擦系数有所降低.当载荷较小时,Al2Y/AZ91镁基复合材料的磨损机制以磨粒磨损为主;随着载荷的增大,磨损机制逐步发生转变;当载荷较大时,磨损机制以剥层磨损为主.     

AZ91D镁合金托弹板半固态触变模锻研究

为了掌握半固态触变模锻中工艺参数对成形零件的微观组织和力学性能的影响规律,借助拉伸试验机和金相显微镜对AZ91D镁合金托弹板的半固态触变模锻过程进行了研究.AZ91D镁合金半固态坯料分别采用传统SIMA法和新SIMA法制备.结果表明:压力对托弹板零件的充型过程有很大影响,当压力为500 kN,托弹板零件充型不满;当压力为2000 kN,托弹板零件充型良好.坯料加热温度和保温时间对托弹板零件的力学性能有一定影响.当压力为2000 kN,模具预热温度为450 ℃,坯料在545 ℃保温20 min时,新SIMA法制备的半固态坯半固态触变模锻成形的托弹板零件获得最佳的力学性能.与传统SIMA法相比,新SIMA法制备的半固态坯成形的托弹板零件的室温力学性能和100℃的高温力学性有很大提高.     

硼酸酯改性Mg2B2O5W/PP复合材料界面及其力学性能

为了提高聚丙烯(PP)的强韧性能,采用熔融共混法分别制备了质量分数为0～15%的Mg2B2O5晶须(MBOw)和硼酸酯偶联剂(BE)改性MBOw填充PP基复合材料,测试了PP及其复合材料的拉伸、冲击性能,并通过红外光谱、接触角测试、扫描电镜分析等对复合材料界面作用机理进行了研究.结果表明:MBOw与BE之间存在化学和物理吸附层;PP与BE处理前后的MBOw之间不存在化学键合;BE改性MBOw/PP复合材料中PP与MBOw之间的粘附功和表面张力之比由BE表面处理前的8.7增至处理后的315.0,明显改善了基体中MBOw的分散性及其界面结合性能,提高了BE改性MBOw/PP复合材料的拉伸及冲击性能.     

Effect of selective laser melting on microstructure and properties of AZ91D alloy

Selective laser melting technology is used to manufacture porous and solid AZ91D alloys. The effects of laser power and hatch spacing on the density, blowholes, microstructure and mechanical properties of AZ91D alloy are studied. The laser power and hatch spacing play a significant role in the density and blowholes of AZ91D specimens. The grains size of specimens increases from 1 μm–2 μm to 8 μm–10 μm from the bottom to the top in single molten pool. Compared with grain size of die‐casting alloy (30 μm), that of selective laser melted gets refinement. There is no significant change in microstructure in the bottom, middle and top of specimens. The micro‐hardness of AZ91D alloy, reaching up to 115.3 HV 0.1, is superior to that of die‐casting alloy (56 HV 0.1). The compression properties of porous and solid specimens reach the degree of die‐casting solid magnesium alloy. AZ91D alloy shows the potential in the application of medical biodegradable materials.