热挤压变形对搅拌铸造SiCp/2024复合材料显微组织与力学性能的影响

利用搅拌铸造?热挤压工艺制备SiCp/2024复合材料板材。通过金相观察(OM)、扫描电镜(SEM)及力学性能测试等手段研究了该复合材料热挤压变形前后的显微组织与力学性能。结果表明,复合材料铸坯主要由大小为80μm~100μm的等轴晶组成,晶界第二相粗大呈非连续状分布,SiC颗粒较均匀地分布于基体合金,大部分SiC颗粒沿晶界分布,少数颗粒分布于晶内;热挤压变形后,显微孔洞等铸造缺陷和SiC颗粒团聚现象明显消除,SiC颗粒及破碎的第二相沿热挤压方向呈流线分布,复合材料的强度和塑性显著提高;拉伸断口表明,热挤压变形有利于改善SiC颗粒与基体合金的界面结合;SiCp/2024复合材料主要的断裂方式为SiC颗粒断裂和SiC/Al的界面脱粘。     

搅拌铸造SiC_p/2024铝基复合材料的显微组织与力学性能

利用搅拌铸造?热挤压工艺制备SiCp/2024铝基复合材料板材,研究该复合材料铸态、热挤压态和热处理态的显微组织及力学性能。结果表明:SiC颗粒较均匀地分布于铸锭中,大部分SiC颗粒沿晶界分布,少数颗粒分布于晶内,晶界粗大的第二相呈非连续状分布;复合材料经热挤压变形后,显微孔洞等铸造缺陷明显消除,破碎的晶界第二相及SiC颗粒沿热挤压方向呈流线分布,复合材料的强度和塑性显著提高;对热挤压板材进行(495℃,1h)固溶处理+(177℃,8h)时效处理后,其抗拉强度达430MPa,此时的主要析出强化相为S′(Al2CuMg);热挤压变形有利于改善SiC颗粒与基体合金的界面结合,热处理SiCp/2024铝基复合材料的主要断裂方式为基体合金的延性断裂、SiC颗粒断裂和SiC/Al的界面脱粘。     

原位TiB2颗粒增强铝基复合材料及其力学性能

对原位反应合成TiB2／A356铝基复合材料微观组织和力学拉伸性能进行了研究。结果表明，原位反应生成的颗粒增强相在复合材料基体中分布均匀，基体与颗粒间的界面洁净。复合材料强度随着颗粒含量的增加显著提高，与基体合金相比，TiB2质量分数为8％的TiB2／A356复合材料强度和弹性模量的提高幅度约为28％，TiB2质量分数为16％的TiB2／A356复合材料强度和弹性模量的提高幅度约为35％。复合材料的断裂主要是由于基体与颗粒界面脱粘，在拉伸应力作用下由此萌生微裂纹并扩展，导致界面处的基体撕裂，从而降低复合材料塑性。     

颗粒增强钛基复合材料大塑性变形组织演变与性能研究

本研究采用大塑性变形实现了难变形微纳米颗粒(TiB+La₂O₃)复合增强Ti-6Al-4V钛合金等通道挤压变形(ECAP),深入研究了大塑性变形温度对复合材料组织演变的影响规律和超细晶形成机制。结果表明,材料经ECAP大变形后易于在基体形成超细晶,变形温度对超细晶形成机制有显著影响。变形温度较低时,易于在基体产生位错塞积和位错缠结；变形温度较高时,发生动态再结晶实现细晶强化,经800 ℃变形后抗拉强度可达1128 MPa,相比未加工时提升了18%。且增强体在界面微区诱发连续动态再结晶,实现晶粒的进一步细化。变形后TiB增强体平均长径比随变形温度的增加而减小,使得增强体与基体极易发生脱粘,无法有效承载,最终造成变形温度对强度影响并不明显；且增强体的脱粘,在基体中形成的孔洞易引发应力集中,造成裂纹萌生,降低材料塑性。     

TiB2/Al喷丸形变层连续加热组织结构

研究加热过程中TiB2/6351A1及其基体合金喷丸形变层组织结构的变化,利用X射线衍射线形分析方法计算不同加热温度和时间下的晶块尺寸和显微畸变.结果表明:喷丸使表层晶粒细化,织构消失并且在加热后不再出现;加热过程中,复合材料晶块长大速度低于基体材料,且复合材料显微畸变更易释放;喷丸过程中增强体周围产生的高密度位错使储存能提高,从而促进再结晶,但晶块的进一步长大因增强体的钉扎作用而受到阻碍;复合材料的热稳定性高于基体合金.     

原位合成A356／TiB2复合材料的微观组织及力学行为

采用混合盐反应工艺制备了A356／TiB2铝基复合材料，通过OM，XRD，SEM，TEM和力学拉伸试验等材料分析方法测试了所合成复合材料的微观组织和力学性能。研究表明：K2TiF6和KBF4混合盐在A356铝合金熔体温度850℃时反应生成的增强体为棒状和粒状TiB2，并在基体中呈均匀弥散分布，增强体与基体间未发生界面反应。由于原位TiB2颗粒的强化和细化晶粒作用，使复合材料的力学性能明显提高，经热处理后共晶Si发生球化。复合材料拉伸断口呈韧性断裂特征，增强颗粒与基体间界面的破坏以脱开机制为主。     

(TiB2+SiC)/ZL109复合材料的制备及其力学性能

采用搅拌铸造和原位反应合成相结合的方法制备出(TiB2 SiC)/ZL109复合材料.对该复合材料的显微组织观测表明,SiC颗粒与TiB2颗粒分布较均匀.通过对材料的室温拉伸性能及硬度测试,发现TiB2、SiC两相颗粒增强AlSi基复合材料的硬度明显比单一颗粒增强复合材料提高,而其拉伸强度也略有提高,弥补了单一SiC颗粒增强铝基复合材料UTS降低的不足.(TiB2 SiC)/ZL109复合材料较基体合金ZL109硬度提高了34.8%.     

塑性变形对Mg-Gd-Y-Zr合金析出行为及拉伸断裂行为的影响

研究塑性变形对Mg-10Gd-3Y-0.6Zr合金析出行为及拉伸断裂行为的影响。结果表明：塑性变形引发的晶体缺陷为时效析出提供了更多的形核核心,不仅使β′相的数量增加,还促进晶界、孪晶与基体界面处析出相的生成。析出相数量的增多可有效阻碍拉伸变形过程中的位错滑移从而强化合金基体,2%变形合金可实现强度与塑性的良好配合。塑性变形量增大,微裂纹在晶界析出相与基体界面处产生并沿晶界扩展,再加之断口表面平滑刻面的形成导致合金的拉伸性能降低。     

原位TiB2/Al-5Cu复合材料的固溶时效行为

采用KBF4和K2TiF6混合盐反应工艺制备了原位TiB2颗粒增强Al-5Cu复合材料。运用XRD,扫描电镜和维氏硬度测量仪等材料分析手段研究了复合材料的微观组织和固溶时效行为。研究结果表明,原位内生TiB2颗粒不仅显著细化了复合材料的凝固组织,而且使材料的硬度明显提高。TiB2颗粒的引入加速了复合材料的时效进程,这是由于TiB2颗粒与基体合金的热膨胀系数差别较大,固溶淬火时由热错配产生的空位和高密度位错促进了过渡相的形核和长大。     

热挤压Mg-5%Zn-0.6%Zr-3%Gd合金的显微组织与拉伸性能

通过进行显微组织观察与室温拉伸性能测试,研究了热挤压Mg-5%Zn-0.6%Zr-3%Gd合金的显微组织及拉伸性能。结果表明,随着挤压比的增大,热挤压期间动态再结晶效应增强,合金的抗拉强度、屈服强度以及伸长率增大;经过时效处理后,合金中析出细小的第二相粒子,合金的屈服强度与伸长率的提高幅度较大,而抗拉强度略有提高。拉伸断口形貌观察与分析表明,挤压态和热处理态Mg-5%Zn-0.6%Zr-3%Gd合金的断裂方式都是脆性和韧性混合断裂,前者以脆性断裂为,后者以韧性断裂为主。     

Dynamic recrystallization and silicide precipitation behavior of titanium matrix composites under different strains

In order to elucidate the microstructure evolution and silicide precipitation behavior during high-temperature deformation, TiB reinforced titanium matrix composites were subjected to isothermal hot compression at 950 °C, strain rate of 0.05 s⁻¹ and employing different strains of 0.04, 0.40, 0.70 and 1.00. The results show that with the increase of strain, a decrease in the content, dynamic recrystallization of the α phase and the vertical distribution of TiB along the compression axis lead to stress stability. Meantime, continuous dynamic recrystallization reduces the orientation difference of the primary α phase, which weakens the texture strength of the matrix. The recrystallization mechanisms are strain-induced grain boundary migration and particle stimulated nucleation by TiB. The silicide of Ti₆Si₃ is mainly distributed at the interface of TiB and α phase. The precipitation of silicide is affected by element diffusion, and TiB whisker accelerates the precipitation behavior of silicide by hindering the movement of dislocations and providing nucleation particles.     

Effect of Hot Extrusion on Microstructures and Properties of TiB2/AZ31 Magnesium Based Composites

采用原位合成-半固态搅拌铸造法制备了TiB2/AZ31镁基复合材料,研究了热挤压对TiB2/AZ31镁基复合材料组织和力学性能的影响。结果表明：热挤压不仅能显著细化合金组织,而且能有效改善TiB2颗粒分布的均匀性。与铸态AZ31镁合金相比,铸态TiB2/AZ31镁基复合材料的硬度、抗拉强度都有一定程度的提高。经过热挤压后,TiB2/AZ31镁基复合材料的硬度和抗拉强度分别比基体合金提高了126.2%和98.8%,达到950 MPa和322 MPa。磨损表面形貌显示,TiB2颗粒的引入以及对TiB2/AZ31镁基复合材料进行热挤压,都可有效地提高材料的耐磨性。     

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。     

原位合成TiC和TiB增强钛基复合材料的微观结构与力学性能

利用钛与Ｂ４Ｃ之间的自蔓延高温合成反应经普通的熔钐工艺原位合成制备了ＴｉＣ、ＴｉＢ增强的钛基复合材料。光学金相、ＥＰＭＡ、ＴＥＭ和Ｘ射线衍射的研究结果表明：存在匠两种不同形状的增强体,即短纤维状ＴｉＢ晶须和等轴、近似等轴状ＴｉＣ粒子。ＴｉＢ、Ｔｉ基体界面洁净,没有明显的界面反应,而ＴｉＣ、Ｔｉ基体界面有非化学配比的ＴｉＣ过度层存在。由于增强体承受载荷,基体合金晶粒细化以及高密度位错的存在,制备钛基     

Mg2Si强化相对AZ31镁合金挤压组织与力学性能的影响

通过Al-Si中间合金取代Al添加,并经热挤压成形,在AZ31镁合金中引入Mg₂Si强化相。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、电子万能试验机等研究了Mg₂Si强化相对AZ31镁合金挤压组织与力学性能的影响。结果表明,添加Al-Si中间合金后的Mg-3(Al-Si)-Zn挤压组织呈现明显的双峰分布特征,Mg₂Si颗粒相可通过粒子激发形核(PSN)作用促进动态再结晶,在碎化的Mg₂Si颗粒相周围,合金组织显著细化,形成明显异于其他正常尺寸晶粒的细晶区。引入Mg₂Si强化相后,Mg-3(Al-Si)-Zn挤压态合金的屈服强度和抗拉强度都得到提高,分别达到175和269 MPa,同时伸长率略有降低。     

Mechanical behavior of Al-Al2O3 MMC manufactured by PM techniques part I—scheme I processing parameters

Metal matrix composites (MMC) were manufactured using hot pressing followed by hot extrusion of aluminum (Al) powder reinforced by alumina (AI₂O₃) particles. Under tensile as well as compressive loads, a strength improvement of 64 to 100 % compared to the matrix material strength was obtained. The percent elongation to fracture ranged from 20 to 30%, which indicates good ductility as compared to the ductility of MMC manufactured by other techniques. Optical as well as scanning electron microscopy (SEM) examinations were used for characterization of the material microstructure and fracture behavior. Porosity retained in the microstructure was very limited in the case of pure aluminum billets. Microstructural examination revealed uniform distribution of Al₂O₃ particles in the Al-matrix. Under tensile loads, voids opened by decohesion between the matrix and reinforcement. Such behavior led to a decrease in strength properties of the MMC as a function of reinforcement volume fraction. The fracture surface is dominated by the ductile fracture features, that is, dimples. Voids were found to initiate at retained porosity sites at the AI/AI₂O₃ interface or in the matrix close to the interface due to stress concentration. The SEM revealed the formation of a complex fine subgrain structure. Such a polygonized structure is a major source of strengthening.     

原位自生TiB2/Al复合材料的组织与力学性能

采用钛盐与硼盐反应法成功制备原位自生TiB2/纯Al复合材料。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和拉伸试验机研究不同粒子含量(质量分数为1%、2%和3%)对复合材料组织和力学性能的影响。结果表明:原位生成的TiB2粒子有矩形、近圆形和六边形三种形貌,尺寸为200~500 nm;粒子与Al基体界面洁净无反应层。随着粒子含量的增加,复合材料的强度随之升高,而伸长率则随之降低;当TiB2含量为3%时,屈服强度和抗拉强度分别达到78.1 MPa和102 MPa,相比于纯Al分别提高58%和43%,而伸长率降至32.5%,下降了24%。断口分析表明:随着TiB2粒子含量的增加,粒子团聚机率增加,在拉伸过程中,裂纹在粒子团聚处萌生并扩展,导致材料的塑性降低。     

Interface and microstructure characteristics of SiC_p/2024 aluminium alloy composite

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｏｆｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｍｅｔａｌｍａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ(ＰＭＭＣｓ)ｄｕｅｔｏｈｉｇｈｓｐｅｃｉｆｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈ ,ｈｉｇｈｓｐｅｃｉｆｉｃｍｏｄｕｌｕｓ ,ｂｅｔｔｅｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏｗｅａｒａｎｄｔｈｅｒｍａｌｓｔｅａｄｉｎｅｓｓｈａｓａｔｔｒａｃｔｅｄｍｕｃｈｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｓｕｃｈｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ .Ｔｈ…     

硼化物颗粒增强钛基复合材料研究进展

本文综述了TiB或TiB2颗粒增强钛基复合材料的组织形貌、增强相与合金基体的界面、复合材料的力学性能等方面的研究状况。重点介绍了颗粒在铸态或热处理态的形貌,与基体的界面,合金室温强度,蠕变,疲劳等性能的研究现状。对复合材料的应用状况也进行了简单的叙述,并提出了展望。     

Effects of Reinforced Particles on Dynamic Recrystallization of Mg Base Alloys during Hot Extrusion

主要研究了SiC颗粒增强镁基复合材料在不同挤压比、不同挤压温度下进行挤压后,SiC颗粒对镁合金基体中的动态再结晶现象影响。结果表明:挤压过程中颗粒周围产生了颗粒变形区(PDZ),并且颗粒变形区在低温挤压时以细小动态再结晶晶粒为主。颗粒促进动态再结晶晶粒形成的主要原因是颗粒周围较高的位错密度以及大的晶粒取向梯度。SiC颗粒对镁合金基体动态再结晶的影响主要有两方面:一方面,颗粒促进动态再结晶的形核以及生长,另一方面,当再结晶晶粒晶界碰到颗粒时,颗粒阻止了晶粒的继续长大。