喷射沉积SiC颗粒增强Al-Fe-V-Si复合材料的板材成形

基于多道次局部小变形累积整体成形的思路,采用新型的楔形压制对大尺寸多孔性喷射沉积SiC颗粒增强Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si复合材料板坯进行有效致密,对楔形压制致密后的板坯进行多道次轧制制得复合材料板材,对比研究了传统的挤压致密后轧制的工艺。结果表明,楔形压制能产生有效的静水压力,使板坯中的孔洞有效弥合、沉积坯中的弱界面和层状组织得到有效改善,从而使其成形性能得到提高。与传统的挤压后轧制工艺相比,通过楔形压制后轧制,工艺更为简单可行,SiC颗粒分布更均匀,其力学性能也更好。板材室温下的抗拉强度达520MPa,屈服强度为450MPa,伸长率为6.5%。     

不同拉伸温度下SiC颗粒增强Al-Fe-V-Si复合材料的断裂行为

采用喷射沉积工艺制备SiCP/Al-11.7Fe-1.15V-2.4Si复合材料,并通过热压工艺对复合材料进行致密化,再通过热轧加工成板材。对复合材料的显微组织以及不同温度下复合材料的断裂性能和断口形貌进行研究。结果表明:采用热压致密后再热轧工艺能使SiC颗粒分布均匀,长轴方向平行于轧制方向,有利于增强复合材料的力学性能,复合材料的断裂性能和断面形貌与拉伸温度以及SiC的分布和取向相关,随着拉伸温度升高,SiC/Al界面强度减弱,拔断的SiC颗粒逐渐减少,SiC颗粒的拔出成为主要的裂纹源;与基体金属不同的是,复合材料的塑性随着温度升高而降低。     

颗粒和晶须增强Al-Fe-V-Si复合材料的研究进展

分析了快速凝固／粉末冶金方法和喷射沉积方法两种工艺制备耐热铝合金的优缺点。对颗粒和晶须增强Al-Fe-V-Si复合材料的作用做了归纳和比较。     

SiC颗粒氧化行为及SiCp/铝基复合材料界面特征

界面反应和界面产物对SiCp/Al基复合材料的性能具有重要影响。对SiCp 的高温氧化行为进行了试验研究。结果表明 :SiCp 氧化起始温度为 80 0～ 85 0℃ ,其氧化增量和氧化产物SiO2 的体积分数及厚度与高温氧化处理的保温时间呈抛物线关系。以氧化处理的SiCp 为增强体 ,含Mg铝合金为基体 ,通过挤压铸造工艺制备复合材料。利用TEM和FE TEM对所得的复合材料界面进行观察 ,结果表明 ,在SiCp 表面形成了一定数量的尖晶石(MgAl2 O4 ) ,其数量和尺寸与Mg含量有关。由此 ,通过控制SiCp 的氧化处理工艺参数和基体合金成分 ,可以实现对SiCp/Al基复合材料界面反应及产物的控制     

SiC颗粒增强LD2基复合材料界面反应产物研究

本文利用金相显微镜、透射电镜及能谱仪研究了SiC颗粒增强LD_2基复合材料的界面微观结构。分析观察结果表明,SiC颗粒与α-Al固溶体发生了界面反应,反应产物为Al_4C_3与Mg_2Si。Al_4C_3呈棒状,晶内存在孪晶亚结构,孪晶面为(0003),棒的长轴方向即晶体生长方向为[1010].SiC颗粒间距过小及与液态金属接触时间过长会导致反应层厚度增加,因此适当降低SiC颗粒体积含量,避免SiC颗粒与液态金属接触时间过长,可以进一步改善材料的力学性能。     

SiC颗粒增强Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si的轧制工艺

研究了喷射沉积SiC颗粒增强Al-8．5Fe-1．3V-1．7Si板材的轧制工艺。探索了板材轧制过程中材料的密度变化规律及室温力学性能，通过金相、扫描电镜和透射电镜观察了其微观组织。研究表明，材料的致密化程度、轧制温度、轧制过程中道次压下量对材料的轧制性能有着重要影响。通过优化轧制工艺最终获得了良好的室温力学性能：490℃热轧材料的抗拉强度为535MPa，断后伸长率为7％。     

快速凝固Al-Fe-V-Si合金喷射沉积坯的显微组织与力学性能

用喷射沉积法制备快凝Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si合金沉积坯,通过金相、X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、拉伸力学性能测试等分析手段研究快凝Al-Fe-V-Si合金喷射沉积坯的显微组织与力学性能。结果表明,喷射沉积Al-Fe-V-Si合金坯是由形状大小不同的雾化液滴沉积凝固微区(粉末)构成,也存在大量的孔隙和原始粉末界面。沉积坯主要由α(Al) Al12(Fe,V)3Si(bcc,a≈1.260nm)的两相混合组织构成,细小的Al12(Fe,V)3Si球形颗粒均匀分布在α(Al)基体上,但不同粉末内部组织形态存在差异,使沉积坯表现出组织微观不均匀性。喷射沉积坯的力学性能与坯体致密度存在强烈的依赖关系,大量孔隙和原始粉末界面的存在使得坯体强度和塑性都处于较低的水平。     

Al2O3短纤维/SiC颗粒混杂增强铝合金复合材料

研究了Ａｌ２Ｏ３ 短纤维和ＳｉＣ 颗粒混杂增强铝合金复合材料在制动过程中的摩擦磨损性能。结果表明复合材料在制动过程中的摩擦系数较稳定, 磨损量较小, 与传统的制动材料铸铁相比, 复合材料的表面温升较低, 铸铁由于表面温升较高而产生了大量的裂纹。复合材料由于增强体的存在, 制动过程中表面易形成致密连续的转移膜, 该转移膜的出现保证了复合材料在制动过程中摩擦系数的稳定, 降低了复合材料的磨损量。与铸铁相比, 复合材料的密度较低, 更适用于作制动材料     

SiC晶须增强硬Al合金复合材料的界面析出及其对性能的影响

本文对粉末冶金法制备的SiC晶须增强2124Al和2024Al两种复合材料进行了拉伸试验和断口观察,TEM和HREM证实在SiC_w/2024Al界面处存在链状不连续分布的θ(Al_2Cu)沉淀相,这种沉淀相降低了复合材料的室温强化效果,并对其塑性产生不利的影响。     

SiC颗粒增强铝合金复合材料的研制

用粉末冶金法制备了ＳｉＣ颗粒增强铝合金基复合材料,并对其进行了组织分析和初步力学性能测试。结果表明,该复合材料组织致密,颗粒分布均匀;与对应的基体材料相比,其弹性模量、硬度显著提高;ＳｉＣ颗粒的加入对基体材料抗拉强度及应力应变行为的影响则取决于基体的性能及基体与颗粒之间界面的结合力。     

SiC颗粒增强铁基合金复合涂层的组织

采用等离子堆焊—SiC后送粉技术制备了SiC颗粒增强铁基合金复合涂层,利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和能谱仪（EDS）对涂层的显微组织、相组成和元素分布进行了观察和测试。试验结果表明：SiC分布于马氏体基体上,原始形态保持完好,没有发生明显溶解,复合效果较好。SiC与基体界面层由预覆层、近基体区和絮状区构成。SiC边缘为CrSi2、CrSi3;近基体区耐腐蚀性相对基体较强,组织难以显示;絮状区由大量（Fe,Cr）7 C3、（Fe,Cr）23 C6碳化物和α-（Fe,Cr）固溶体组成。     

Microstructures and mechanical properties of Al 2519 matrix composites reinforced with Ti-coated SiC particles

Ti-coated SiC_p particles were developed by vacuum evaporation with Ti to improve the interfacial bonding of SiC_p/Al composites. Ti-coated SiC particles and uncoated SiC particles reinforced Al 2519 matrix composites were prepared by hot pressing, hot extrusion and heat treatment. The influence of Ti coating on microstructure and mechanical properties of the composites was analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). The results show that the densely deposited Ti coating reacts with SiC particles to form TiC and Ti₅Si₃ phases at the interface. Ti-coated SiC particle reinforced composite exhibits uniformity and compactness compared to the composite reinforced with uncoated SiC particles. The microstructure, relative density and mechanical properties of the composite are significantly improved. When the volume fraction is 15%, the hardness, fracture strain and tensile strength of the SiC_p reinforced Al 2519 composite after Ti plating are optimized, which are HB 138.5, 4.02% and 455 MPa, respectively.     

Al/SiC界面结合机制的研究现状

对ＳｉＣ增强的铝基复合材料中Ａｌ／ＳｉＣ界面结合机制的研究现状进行了综述,着重分析了Ａｌ／ＳｉＣ体系的直接结合机制和界面反应结合机制,讨论了ＳｉＣ表面ＳｉＯ２层对界面反应和界面结合状态的影响。     

SiC颗粒增强铝基复合材料的热挤压工艺研究

开展了ＳｉＣ颗粒增强铝基复合材料热挤压工艺的实验研究，分析了其挤压成形的力能变化规律。结果表明：该材料的挤压载荷随着变形温的提高而显著降低；在一定温度下，其挤压成形随着挤压位移的增加而呈出现填充挤压，强化挤压等阶段性变化的特点。     

Fatigue properties of Al–Si casting alloy with cold sprayed Al/SiC coating

Abstract

The fatigue properties of Al–Si alloy cold sprayed Al and Al–SiC composite coatings have been studied. The specimens coated with composites reinforced with a large volume (25%) of fine SiC particles exhibited improved adhesion strength at the interface due to crater formation, and cyclic fatigue lives at room temperature more than three times those of uncoated specimens. In high temperature low cycle fatigue tests at 250°C, the pure Al coatings showed longer fatigue lives than the Al–SiC composite coatings, which is attributed to an increment in ductility at the surface retarding fatigue crack initiation.     

颗粒增强铸造铝合金的研究现状

颗粒增强铸造铝基复合材料性能优异,同时原材料资源丰富,相对成本较低,有着极大的发展潜力和应用前景.以高强度铸造铝合金为基体,从材料的选取、制备技术等方面对铝基复合材料的研究状况进行了综合评述,分析了影响材料性能的因素和改善方法,并对目前的应用情况及今后的工作重点做了概述.     

SiC颗粒加热预处理工艺对SiC/Al复合材料制备的影响

通过搅拌复合方法制备SiC／Al复合材料,研究了SiC颗粒不同加热温度和保温时间预处理工艺对复合材料制备的影响。对SiC颗粒600℃保温3h加热预处理最大程度地改善了SiC／Al润湿性,减少了复合材料的孔隙率。预处理加热温度过高,SiC颗粒易于烧结而导致复合材料中颗粒团聚,孔隙率增大;加热温度低于600℃,SiC颗粒表面气体和污染物脱附不完全。     

Damage evolution in SiC particle reinforced Al alloy matrix composites by X-ray synchrotron tomography

Metal matrix composites (MMCs) have a combination of high strength, high stiffness, and low density. The damage behavior of MMCs has been studied extensively by a combination of traditional mechanical testing, microstructural characterization, and post-experiment fractographic analysis. X-ray tomography is an excellent technique that eliminates destructive cross-sectioning, and allows for superior resolution and image quality with minimal sample preparation. In this work, we have carried out a detailed investigation of the damage behavior of SiC particle reinforced 2080 Al alloy matrix composites by X-ray synchrotron tomography. This work is unique, relative to the existing work in the literature, because it: (a) focuses on a technologically relevant MMC system (2080/SiC_p), (b) uses a combination of image analysis techniques to enable visualization and damage characterization, and (c) entails a significant amount of quantitative and statistical analyses of particle fracture and void growth in the composite. A statistically significant number of particles and volume of the composite were characterized, enabling a meaningful and realistic interpretation of the results. Based on this, a detailed understanding of the micromechanisms of fracture and the quantitative influence of particle size and aspect ratio were obtained.