Al_2O_(3f)/ZL109筒形复合材料的制备

利用真空负压成形法成功地制备了氧化铝短纤维预制件,较好地解决了筒形预制件中纤维的分散和预制件成形的难题,并利用挤压铸造法制作了氧化铝短纤维增强ZL10 9复合材料。     

挤压铸造对重熔原位α-Al_2O_(3p)/ZL109复合材料组织与性能的影响

以Al-SiO_2为反应体系,借助半固态机械搅拌法,结合电磁搅拌分散工艺,制备5%α-Al_2O_(3p)/ZL109(体积分数)复合材料,并对重熔后的复合材料进行挤压铸造成型研究。结果表明:挤压铸造显著消除了复合材料因半固态机械搅拌卷气而引起的严重气孔缺陷,并细化基体α(Al)相晶粒;当压射比压达到80 MPa时,气孔缺陷完全消失,粗大的α(Al)树枝晶转变为细小的等轴晶,针状共晶Si细化成短棒状;分布在晶界的α-Al_2O_3颗粒也在一定程度上细化α(Al)晶粒。经80MPa挤压铸造的重熔复合材料的T6热处理态抗拉强度和布氏硬度分别达到347 MPa和136 HB,与ZL109基体相比,提高5.8%和5.4%;与未挤压复合材料相比,提高20.9%和18.3%。     

挤压铸造对α-Al_2O_3p/ZL109复合材料组织与性能的影响

采用半固态搅拌技术向铝熔体中加入SiO_2粉末,通过熔体原位反应成功制备了α-Al_2O_(3p)/ZL109复合材料,并在不同挤压力下对复合材料进行了成形试验。利用扫描电镜和X射线衍射仪对复合材料的微观组织和相组成进行了分析,并测试了其力学性能。结果表明,挤压铸造原位α-Al_2O_(3p)/ZL109复合材料铸件内部缺陷少、增强颗粒均匀分散;挤压铸造后,复合材料在铸态和热处理态的抗拉强度、硬度、伸长率均明显高于ZL109合金,且随挤压力增加而提高。     

Ti活化Al_2O_(3p)/65钢复合材料的组织和性能

在Al_2O_3预制坯里添加15%的Ti粉,制备Ti活化Al_2O_(3p)/65钢复合材料,研究了Ti元素对复合材料组织、润湿行为和性能的影响。相比未添Ti粉的复合材料,添加Ti粉的复合材料其钢基体中铁素体含量得到提高,生成了TiC界面层,增强颗粒与基体界面的表现为冶金结合,润湿角由125°降到75°;复合材料的硬度、三点抗弯强度及三体磨料磨损性能也均得到提高。     

Cr活化挤压铸造Al_2O_(3p)/65钢表层复合材料的组织和性能

通过在Al_2O_3颗粒预制体中添加活化元素Cr,利用挤压铸造制备出Cr-Al_2O_(3p)/65钢基表层复合材料,研究Cr元素对复合材料组织和性能的影响。结果表明,Cr粉的加入,使得复合材料硬度(HRC)达到了50.7,抗弯强度达到669.5 MPa,相比未添加Cr的分别提高了95.6%、13.7%。界面润湿角相比于未添加Cr粉的复合材料,从125°降到109°。组织分析表明,加入的Cr粉与Al_2O_3颗粒附近的钢水形成Fe-Cr相,表明了成分的互相扩散,界面结合方式仍为机械结合方式。断口扫描分析表明,复合材料的断裂形式主要表现为脆性断裂,但颗粒和基体界面结合良好。所以,在挤压铸造Al_2O_(3p)/65钢复合材料中加入Cr粉可以改善和提高复合材料的力学性能及界面结合强度。     

电磁搅拌对ZL401组织与性能的影响

在ZL401合金凝固过程中施以电磁搅拌,并改变搅拌温度和励磁电压;对凝固后的合金进行组织观察和性能测试.结果表明:电磁搅拌能明显细化组织.当励磁电压由0升高至90V时,合金的晶粒越来越细,硬度及耐磨性随之提高;当搅拌温度由700℃升至730℃时,合金的凝固组织先细化而后变得粗大,硬度和耐磨性先增大后下降;当搅拌温度为720℃,励磁电压为90V时,制得的合金性能最好.     

Al_2O_3(3(p))/Al金属基复合材料工艺及性能

采用半固态搅熔复合模锻成形工艺方法，获得不同重量百分比的Al2O3颗粒增强铝基复合材料，研究了其机械性能、耐磨性及工艺参数的作用规律。     

Al_2O_3颗粒含量对Cu基复合材料组织与性能影响

采用机械合金化与放电等离子烧结的方法制备了不同Al_2O_3体积分数的Cu-Al_2O_3复合材料。研究了Al_2O_3颗粒含量对Cu-Al_2O_3复合材料组织与性能的影响,特别是对导电性能的影响,比较了孔隙、第二相颗粒等不同因素对导电性能的影响。结果表明:随着Al_2O_3体积分数的增加,复合材料颗粒发生团聚,孔隙数量逐渐增多,材料的致密化程度不断下降;基体中弥散分布的Al_2O_3纳米颗粒可以显著提升复合材料的抗拉强度,抗拉强度最大达到596 MPa,伸长率最大可达3.65%。但Al_2O_3纳米颗粒的加入会导致复合材料导电率的下降,球磨过程中引入的杂质铁对复合材料导电性能影响最大,其次是纳米晶晶界、纳米Al_2O_3颗粒和孔隙,位错对导电性能的影响最小。     

Al-SiO_2体系反应生成纳米Al_2O_(3p)/Al复合材料的机理

采用放热弥散法,利用Al和纳米SiO_2混合粉末,原位制备了纳米α-Al_2O_(3p)/Al复合材料。用X射线衍射仪、扫描电镜、差示扫描量热法以及能谱仪分析了复合材料的组织组成,并研究了该体系的反应机理。结果表明,Al-纳米SiO_2体系经900℃保温30 min可以反应完全,生成纳米Al_2O_3和Si,其中纳米Al_2O_3的体积分数可达7%且在铝基体上均匀分布;该体系的反应激活能随着反应的进行不断提高,说明在该体系化学反应的最后阶段必须提供足够能量,才能保证反应进行完全。     

等离子喷涂Al_2O_(3p)/NiCrBSi涂层优化设计

利用二次回归正交组合设计法优化喷涂工艺参数,建立了等离子喷涂Al2O3p/NiCrBSi复合材料涂层冲蚀磨损失重率的二次回归方程.研究了等离子喷涂参数对涂层冲蚀磨损失重率的影响.结果表明,利用Matlab软件编程计算,优化等离子喷涂参数,明显提高了涂层的抗冲蚀磨损性能.为等离子喷涂制备以氧化铝(Al2O3)颗粒增强金属基(NiCrBSi)复合材料涂层(Al2O3p/NiCrBSi)的实际应用提供必要的理论依据和技术数据.     

搅拌工艺对SiCp／ZL109复合材料微观组织的影响

采用熔液搅拌法制备SiC颗粒增强ZL109铝合金基复合材料。通过对搅拌速度、搅拌温度和搅拌时间等参数对复合材料显微组织的影响试验分析,找出搅拌法制备复合材料过程中工艺参数的影响规律。     

Al_2O_(3p)/20Cr25Ni20复合材料的高温磨损性能

研究了挤压铸造法制备的Al2O3陶瓷颗粒增强20Cr25Ni20耐热钢基复合材料在500℃下的高温磨损性能,并和基体材料20Cr25Ni20及其他几种常用的辊环材料进行对比。结果表明,在比压为7.95MPa时,Al2O3p/20Cr25Ni20复合材料高温耐磨性是基体材料20Cr25Ni20的3.4倍,比Cr16高铬铸铁提高了46%,YG10硬质合金耐磨性最好,是复合材料的6.5倍。基体材料高温磨损后发生塑性流动,切削严重,复合材料中氧化铝陶瓷颗粒作为高温耐磨相发挥出良好的耐磨作用。     

添加Al_2O_3对Ti_3SiC_2复合材料性能的影响

采用反应热压烧结法制备Ti3SiC2-Al2O3复合材料,研究热压温度和Al2O3含量对Ti3SiC2-Al2O3复合材料相组成、力学性能及抗氧化性能的影响。结果表明:采用反应热压烧结,可以在1450℃烧结得到致密度高、性能良好的Ti3SiC2-Al2O3复合材料。添加Al2O3可以起到第二相增强的作用,从而提高材料的强度。随着添加量的增加,复合材料的力学性能先提高后降低,当Al2O3添加量为20%(质量分数)时断裂韧性达最大值(7.10 MPa-m1/2),当Al2O3添加量为30%时抗弯强度达最大值(512 MPa)。Al2O3在高温下与TiO2反应生成具有耐高温和高抗热震性能的Al2Ti O5,可以有效提高Ti3SiC2基复合材料高温抗氧化性能。     

SiO_2原位制备Al_2O_(3P)/Al-Si复合材料

采用液相接触法,以SiO2为原材料制备了Al2O3P/Al-Si复合材料,利用OM,SEM,XRD等分析了复合材料的组织、生成的相以及相的大小、形状与分布。结果表明,Al2O3颗粒主要分布在晶界处Al-Si共晶组织中,颗粒大小约为1μm。原位生成的Si与Al形成的共晶组织不再以针片状形式存在,而是呈粒状,尺寸为0.3～1.5μm。     

熔体反应法制备Al_3Zr_(p)、Al_2O_(3(p))/A356复合材料的凝固组织和性能

对Al ZrOCl2 体系采用熔体反应法制备了Al3Zr( p) 、Al2 O3( p) /A35 6复合材料。结果表明 :原位生成的Al3Zr和Al2 O3 均为多面体粒状 ,且Al3Zr表面存在生长小面 (facet)。复合材料凝固组织中随ZrOCl2 加入量的增加 ,颗粒分数增大 ,颗粒分布更均匀。但反应温度高于 90 0℃时 ,Al3Zr颗粒出现板块状集聚生长。拉伸试验表明 :Al3Zr(p) 、Al2 O3(p) /A35 6复合材料具有比基体更高的抗拉强度 ,并随ZrOCl2 加入量的增加而提高 ,其拉伸断口为混合型断裂     

电磁搅拌对Al_3Ti/ADC12复合材料半固态组织的影响

以Al-K2Ti F6为反应体系,采用电磁搅拌法制备了原位Al3Ti/ADC12复合材料半固态浆料,研究了不同搅拌参数对该复合材料半固态组织的影响,揭示了半固态组织在电磁场作用下的演变机理。结果表明:在本实验降温搅拌过程中,随着搅拌时间的逐渐增加,该复合材料半固态组织中的初生α-Al相形貌发生了多样性变化,经历了树枝状、蔷薇状、近球状的演变,其中在585℃时水淬取样的组织较佳,初生α-Al相主要呈近球状,弥散悬浮于液相中,平均尺寸约为35.2μm。在一定范围内,若固定相同的搅拌频率和搅拌时间,在降温搅拌过程中,随着搅拌电压的增大,晶粒形貌趋于圆整,尺寸逐渐变小;若固定相同的搅拌电压和搅拌时间,在降温搅拌过程中,随着搅拌频率的增大,晶粒逐渐细化而后又逐渐增大。     

低温处理对Al_2O_3·SiO_(2f)/Al-10Si复合材料断裂性能的影响

对经 - 196℃× 10min低温处理前后的Al2 O3·SiO2f/Al 10Si复合材料的断裂强度、伸长率、断裂韧度进行了研究。结果表明 ,由于复合材料纤维及基体残余应力的变化 ,处理后 ,复合材料的断裂强度有所降低 ,而伸长率及断裂韧度有大幅度提高。     

模具温度对(TiB_2+Al_2O_3)/A356复合材料凝固行为的影响

研究了模具温度对(TiB_2+Al_2O_3)/A35复合材料凝固组织和力学性能的影响。结果表明,随着模具温度的降低,该复合材料的凝固组织发生明显变化。随着模具温度的降低,该复合材料颗粒分布被优化,减少颗粒团聚,使该复合材料的拉伸性能和冲击韧性得到提高,冲击断口也呈明显的韧性断裂特征。     

Al_2O_3及(Al_2O_3 SiC)增强铝基复合材料的制备及其组织

本文对 (Ａｌ2 Ｏ3 ＳｉＣ) /ＡＣ8Ａ复合材料的制备及组织性能进行了研究。通过对ＳｉＣ颗粒的预处理 ,改善了基体对ＳｉＣ的润湿性。Ａｌ2 (ＳＯ4 ) 3分解反应为基体提供了增强相Ａｌ2 Ｏ3,同时产物ＳＯ3对熔体有精炼、除气的作用 ,提高了铸件的质量。综合原位生成法和搅拌挤压铸造的优点 ,成功制备出了多元增强 (Ａｌ2 Ｏ3 ＳｉＣ) /ＡＣ8Ａ复合材料 ,气孔率比基体下降了一个百分点。从热力学和动力学的角度分析了原位反应的基本原理。Ａｌ2 (ＳＯ4 ) 3的分解反应满足热力学条件 ,反应进行得迅速而充分。反应产物Ａｌ2 Ｏ3呈条块状 ,有择…     

挤压铸造工艺参数对Al_2O_(3f)/Al-4.5%Cu复合材料凝固方式与组织的影响

挤压铸造制备了Al2O3短纤维/Al 4 5%Cu合金复合材料,研究了关键工艺参数对基体合金凝固方式与组织的影响。结果表明:Al2O3短纤维表面不能作为基体α初晶非自发形核衬底;随凝固冷却速度ε的增大,复合材料基体组织将细化,基体中有更多完整的晶界出现,偏析第二相主要分布于晶界上,其量随ε的增大而明显增多;纤维体积分数Vf的增大将细化基体晶粒尺寸至纤维间隙大小,同时随Vf的增大,主要分布于纤维/基体界面的偏析第二相的量将有所降低;模具、预制块预热温度及合金液浇注温度对复合材料凝固过程的影响归结到对凝固冷却速度的影响上来;外加压力的提高使复合材料基体组织细化。