热挤压原位合成TiB_2/6351Al复合材料的组织性能

利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和万能拉伸试验机等测试手段,研究了原位合成TiB2(wt,8%)/6351Al复合材料在热挤压前后的显微组织及室温拉伸性能。结果表明,热挤压变形有助于增强颗粒在基体合金中均匀分布,热挤压后TiB2颗粒与基体界面结合良好,未发现界面处开裂;热挤压变形时TiB2颗粒周围的基体合金中形成复杂的位错;基体合金发生再结晶和回复形成完整的等轴晶和亚结构,显微组织得到细化,基体合金再结晶的主要形核方式为增强体颗粒引起位错塞积区形核,亚晶吞并长大形核及应变诱发晶界迁移形核。热挤压复合材料基体合金具有较强的[111]织构。与铸态相比,热挤压后复合材料的屈服强度Rp0.2、抗拉强度Rm、伸长率A及布氏硬度显著提高。复合材料断口特征由热挤压前的韧性和沿晶的混合断裂,转变为以韧性断裂为主。     

Al_(0.25)Cu_(0.75)FeNiCo颗粒增强铝合金的组织与性能

高熵合金是一种新型的结构与功能材料,源于金属-金属间天然的界面结合特性,高熵合金与铝合金基体间的界面润湿性极好。采用Al_(0.25)Cu_(0.75)FeNiCo高熵合金(HEA)颗粒作为增强相来增强铝合金,研究高熵合金含量变化对复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明:高熵合金增强相在基体中分布均匀,随着高熵合金体积分数的增大,局部会出现少量颗粒团聚现象。复合材料的弹性模量和硬度随着高熵合金含量的增加而增大,但复合材料的抗拉强度和延伸率呈现出先增大后减小的趋势。当高熵合金的体积分数为5%时,复合材料的极限抗拉强度和伸长率达到最大值(σb:437.6 MPa,ε:11.42%),比铝合金基体分别提高了20.1%和36.6%。TEM分析表明,高熵合金颗粒和铝合金良好的界面结合状态,使得复合材料具有较高的综合力学性能。     

粉煤灰泡沫陶瓷铝基复合材料凝固组织的研究

以粉煤灰泡沫陶瓷为增强体,基体材料为Al-Si共晶铝硅合金和Al-23Si过共晶铝硅合金,采用压铸工艺制备了泡沫陶瓷铝基复合材料.通过光学金相分析,研究了不同浇注温度下,复合材料的界面结合以及泡沫陶瓷骨架对材料凝固组织的影响.结果表明:随着浇注温度的升高,铝合金的充型能力提高,但晶粒尺寸也会增加;共晶铝硅合金与过共晶铝硅合金均能制备出界面结合良好的复合材料:泡沫陶瓷骨架对两种基体合金凝固时均有形核基底的作用.     

TiP/AM60复合材料的组织与力学性能

采用超声振动辅助半固态搅拌法在不同搅拌速度下制备了钛颗粒增强AM60镁基复合材料。显微组织结果表明,加入Ti颗粒后,晶粒尺寸增大,Ti颗粒界面处析出Al₈Mn₅相,Ti颗粒与Mg基体的界面结构为结合良好的共格界面。拉伸试验结果表明,Ti_P/AM60复合材料的抗拉强度高于AM60镁合金基体。随着搅拌速度从300 r/min增加到900 r/min,抗拉强度和伸长率均先增大后减小。当搅拌速度为 600 r/min时,Ti_P/AM60复合材料的抗拉强度和伸长率分别达到最大值183 MPa和14.3%。与AM60基体合金相比,复合材料的抗拉强度提高了15%,延伸率提高了51%。     

搅拌铸造法制备SiCp／A356铝基复合材料的研究

利用搅拌铸造技术制备SiCp/A356铝基复合材料.通过金相观察(OM),扫描电镜(SEM)及力学性能测试对所制备的颗粒增强铝基复合材料的显微组织和力学性能进行了研究.结果表明,SiC增强颗粒较均匀地分布于基体中,SiC/Al界面处存在明显的Si溶质偏聚,复合材料的孔隙率为4.2%;与基体合金相比,SiC颗粒的加入提高了复合材料的硬度和屈服强度,抗拉强度及延伸率略有下降;断口分析表明,搅拌铸造SiCp/A356铝基复合材料主要的断裂机制为SiC/Al界面脱粘及基体合金的脆性断裂.     

挤压铸造制备Ti_f/5A06Al复合材料的组织与性能

针对金属基复合材料中增强相与基体合金界面问题,利用金属与金属间的界面结合特性,以Ti-6Al-4V纤维为增强相,通过挤压铸造制备了Tif/5A06Al复合材料并进行了退火处理。采用SEM和TEM等手段分析了Tif/5A06Al复合材料的基体组织、Ti-Al界面结构与界面反应。结果表明,采用挤压铸造工艺可以获得组织致密、界面结合良好的Tif/5A06Al复合材料。Tif/5A06Al复合材料基体中存在位错,Ti-6Al-4V纤维与铝基体界面形成了TiAl层和呈不连续分布的TiAl3界面反应产物。Tif/5A06Al复合材料力学性能测试表明,其纵向抗拉强度为1 045 MPa,纵向伸长率为5.2%。     

新型压铸用高强Al-Si-Mg-Cu合金的组织及力学性能

设计、开发出一种新型压铸用Al-Si-Mg-Cu合金，并对其压铸件进行了自然时效和在不同温度下人工时效。通过力学性能测试和金相观察，分析了合金元素及时效处理对合金性能的影响。结果表明，提高铝合金中的镁含量和增加一定量的Cu、Zn、Ti等元素，并通过Sr变质和时效处理后，合金的抗拉强度和伸长率均提高明显。进行成分优化后合金的铸态抗拉强度超过310 MPa,伸长率可达5.9%。成分一定时，人工时效对合金的抗拉强度及伸长率均有提升，当时效温度在140～170℃内升高时，合金抗拉强度及伸长率均呈下降趋势；在140℃时效8 h后，铝合金具有较好的综合力学性能，平均抗拉强度可达到377.08 MPa,伸长率平均可达3.42%。     

SiC_p/2024铝合金复合材料粉末混合半固态挤压法制备

研究了SiCp/ 2 0 2 4铝合金复合材料的粉末混合 半固态挤压成形工艺及所制备材料的组织和界面特征。不同温度下半固态挤压的挤压力与位移曲线表明 ,半固态挤压过程的成形力低且稳定。SEM和TEM电镜观察结果表明 ,该工艺可以获得增强颗粒分布均匀、基体组织致密、界面结合良好且无界面反应的复合材料型材。分析了半固态挤压后复合材料的力学性能 ,结果表明 :与基体合金相比 ,复合材料的弹性模量、屈服强度、抗拉强度均有很大提高 ;与其它工艺生产的该复合材料相比 ,所制备的复合材料的塑性相对较高。     

加工道次对FSP制备高熵合金增强铝基复合材料组织和性能的影响

采用搅拌摩擦加工制备了以AlCoCrFeNi_2.1高熵合金为增强相的6061铝合金复合材料(AlCoCrFeNi_2.1/6061Al),重点研究了加工道次对复合材料组织均匀性、界面结合以及力学性能的影响。结果表明,随搅拌摩擦加工道次的增加,AlCoCrFeNi_2.1/6061Al复合材料组织均匀性及力学性能均得到明显改善.复合材料中基体与增强相界面结合良好,界面处扩散层厚度随加工道次增加而增大。相较于不添加增强相的6道次搅拌摩擦加工铝合金,AlCoCrFeNi_2.1增强相颗粒的引入可进一步细化晶粒并提高抗拉强度,且随着加工道次增加,复合材料抗拉强度及断后伸长率均显著升高。2,4道次下的断口存在明显的颗粒聚集区,而6道次下断口表面颗粒分布均匀且呈现大量韧窝,为典型的韧性断裂。该现象主要归因于载荷传递效应、弥散强化和细晶强化3大强化机制。     

SiCw和纳米SiCp混杂增强铝基复合材料的制备与评价

采用湿成型法制备了体积分数可以调节的碳化硅晶须与纳米碳化硅颗粒混杂的预制块,确定了挤压铸造法制备混杂增强铝基复合材料的工艺参数.通过扫描电镜和透射电镜分析发现:复合材料中晶须与纳米颗粒分布均匀,并与基体合金的界面结合良好,无界面反应物和孔洞;与基体合金相比,混杂增强复合材料的抗拉强度和弹性模量明显增高,延伸率降低;在晶须体积分数一定时,随纳米SiC颗粒体积分数的增加,复合材料的抗拉强度升高.     

SiC_p/Al合金基复合材料的室温拉伸性能

通过对采用半固态搅拌液态模锻工艺制备的ＳｉＣｐ／Ａｌ 合金基复合材料室温拉伸性能的研究, 分析了这种复合材料屈服强度和极限强度提高的原因, 对颗粒增强复合材料的强化机理进行了探讨; 同时, 采用扫描电子显微镜对材料的拉伸断口进行了观察, 发现复合材料及未增强基体合金的断裂虽均属于塑性断裂与脆性断裂的混合型模式, 但随着ＳｉＣ 颗粒在复合材料中的体积分数的增加, 脆性断裂特征变得更为显著。     

碳纳米管/ZM5镁合金复合材料的制备与力学性能研究

采用搅拌铸造法制备了碳纳米管/ZM5镁合金复合材料,研究了搅拌法加入碳纳米管的工艺特点,测试了复合材料的力学性能,并利用扫描电子显微镜和能谱分析对复合材料断口形貌进行了观察和分析.研究结果表明：当搅拌温度接近于ZM5镁合金液相线温度时,碳纳米管能较好的加入到镁合金熔体中.与基体合金相比,复合材料的抗拉强度、弹性模量、显微硬度显著增加,伸长率最大可提高110%,但是碳纳米管加入量过多会导致偏聚,使力学性能下降.碳纳米管能细化复合材料的晶粒组织,并且起搭接晶粒和承载变形抗力的作用.     

三维网络陶瓷增强铝基复合材料的干摩擦磨损性能

设计和制备了一种新型的三维网络陶瓷(骨架)增强铝合金复合材料.研究了铝合金及不同成分复合材料在不同温度及载荷下的摩擦系数和磨损率;用扫描电镜(SEM)观察其磨损表面,并分析了三维网络陶瓷(骨架)对铝合金磨损机制的影响.结果表明:复合材料的耐磨性远优于铝合金,而且随着三维网络陶瓷体积分数、温度及载荷的增加,复合材料的抗磨损性能明显提高;这种新型复合材料的摩擦系数随载荷变化保持稳定;在很宽的温度范围内,摩擦系数的稳定性均优于铝合金.这是由于三维网络陶瓷在磨损表面形成硬的微凸体起承载作用,其独特的结构制约了基体合金的塑性变形和高温软化,有利于磨损表面氧化膜的留存.     

Tensile Behavior of SiC Fiber-Reinforced γ-TiAl Composites Prepared by Suction Casting

The process of preparing SiC fiber-reinforced y-TiAl composites by the conventional methods is difficult and complicated due to the high reactivity,high melting point and poor deformability of y-TiAl alloys.In this work,suction casting,a promising method for preparing SiC_f/TiAl composite,had been attempted.In the process,y-TiAl alloy melt was introduced rapidly into a mold within pre-arranged fibers that were coated with additional layer of titanium alloy.This simple method successfully prevented serious reactions between the alloy melt and the fibers which remained intact during the solidification process.The interfacial reaction layer was observed by optical microscopy,scanning electron microscopy(SEM).The interfacial reaction products were identified by transmission electron microscopy(TEM).Tensile tests of the matrix alloy and composites were performed at room temperature and 800 ℃.The results exhibited that the tensile strength of SiC_f/γ-TiAl composite was higher than that of the matrix alloy at both room temperature and 800 0 C.At room temperature,tensile strength of SiC_f/γ-TiAl composite was increased by about 7%(50 MPa),whereas a double increase in tensile strength 14%(100 MPa)was obtained at 800 ℃.The titanium alloy coating on the fiber not only prevented the serious interfacial reaction between the y-TiAl alloy melt and the SiC fiber,but also played a role in delaying the propagation of cracks in the matrix to the fiber at 800 ℃.The fracture mechanism of the composite was analyzed by fracture metallographic analysis.     

原位增强TiB2/2014Al复合材料的摩擦磨损性能

采用混合盐反应(MixedSaltReaction)原位合成法成功制备了TiB2/2014Al复合材料,并对其摩擦磨损性能进行了研究。采用X射线衍射分析物相和扫描、透射电镜观察了其微观组织。结果表明,原位生成的TiB2颗粒非常细小,尺寸小于1μm,内生TiB2颗粒分布均匀,明显细化了复合材料组织。室温干滑动摩擦磨损试验表明,复合材料耐磨性高于基体合金,基体合金磨损机制以粘着磨损为主,复合材料的磨损机制为典型的磨粒磨损。     

Mechanical properties and creep resistance of Mg-Li composites reinforced by MgO/Mg_2Si particles

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＭｇ Ｌｉａｌｌｏｙｉｓａｎｅｗａｎｄｓｕｐｅｒ ｌｉｇｈｔｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍａ ｔｅｒｉａｌ.Ｉｔｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｓｐａｃｅａｎｄｗｅａｐｏｎｉｎｄｕｓｔｒｙｂｅｃａｕｓｅｏｆｈｉｇｈｅｒｓｐｅｃｉｆｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｒｉｇｉｄｉｔｙ .Ｓｏｍｅｒｅｓｅａｒｃｈ[1～8] ｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔ:1 )ｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｂｉｎａｒｙａｌｌｏｙｉｓｌｏｗｅｒａｎｄｔｈｅｃｒｅｅｐｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｉｓｖｅｒｙｐｏｏｒ;2 )ｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｃａ…     

原位反应自发渗透法TiC／AZ91D镁基复合材料及AZ91D镁合金的拉伸变形与断裂行为

利用原位反应自发渗透技术合成了47．5％碳化钛TiC（体积分数，下同）增强AZ91D镁基复合材料，对比研究了该复合材料与铸态镁合金AZ91D基体的室温与高温拉伸变形行为，观察了拉伸断口微观组织形貌，并分析了这两种材料的断裂特征。结果表明，TiC／Mg复合材料具有良好的高温力学性能，在拉伸变形速率为0．001s^-1以及温度为723K，时其拉伸强度可达91．1MPa，而此时相同变形条件下的铸态AZ91D镁合金拉伸断裂强度只有41．1MPa，增幅达120％。而在室温下，镁基复合材料的拉伸断裂强度仅高出基体铸态镁合金23．4％。镁基复合材料的断裂应变较低，高低温时均表现为脆性断裂；而镁合金则由室温下的脆性断裂向高温下的韧性断裂过渡。     

纳米AlN颗粒增强铝基复合材料的制备与力学性能研究

用原位合成法制备了纳米颗粒增强铝基复合材料， 研究了复合材料微观组织、室温拉伸强度、塑性，并与基体合金进行比较，发现N2（g）的加入一方面可明显细化Al-7％Si晶粒，另一方面可生成约80纳米AlN增强相，对基体合金有明显的强韧化效果。     

SiC_p/ZL201复合材料的力学性能

研究了ＳｉＣｐ尺寸、含量及热处理工艺对铸造ＳｉＣｐ／ＺＬ２０１复合材料的室温和高温力学性能的影响。随ＳｉＣｐ含量的提高和粒子尺寸的增大,复合材料的室温抗拉强度呈下降趋势。随温度升高,基体合金的抗拉强度急剧下降,而复合材料的则下降较小。当温度大于２４０℃时复合材料的抗拉强度高于基体合金,表明ＳｉＣｐ的加入显著提高了基体合金的高温抗拉强度。     

Ti-coated SiC particle reinforced sintered Fe-Cu-Sn alloy

Ti-coated SiC particles were developed to improve the wear resistance of Fe-Cu-Sn alloy metal matrices designed for diamond tools. The phase structure of the Ti-coated SiC particles was investigated by X-ray diffraction. Ti coating on SiC was composed of Ti₅Si₃, TiC, and Ti. Excellent interfacial bonding between SiC and the matrix was realized. The SiC/iron alloy composites, prepared by hot pressing at 820 °C, were studied by wear and bending strength tests, and scanning electron microscope. For the composites reinforced by uncoated SiC particles, the wear resistance was improved, but the bending strength decreased. The composites with Ti-coated SiC particles outperformed the composites with uncoated SiC particles in both wear resistance and bending strength tests.