搅拌铸造金红石增强AA6061基复合材料的显微组织和力学性能（英文）

采用一种新型的双级搅拌铸造法制备铝基复合材料(AMCs)。将不同质量分数的金红石颗粒(1%, 2%, 3%和4%)分散于AA6061基体中,研究复合材料的密度、抗拉强度、硬度和显微组织。双级搅拌铸造法使金红石颗粒均匀分布于AA6061基体中,AMCs的性能相较于母材得到提高。与未增强的母材相比,金红石增强的AMCs具有较高的抗拉强度和硬度,且增强效果随金红石颗粒含量的增加而增加。然而,当金红石颗粒质量分数超过3%时,样品的抗拉强度降低。与母材相比,3%金红石颗粒增强的AMCs的硬度和抗拉强度分别提高了36%和14%。     

高熵合金增强铸造铝合金的组织与性能

采用机械合金化工艺制备了Al_(0.25)Cu_(0.75)FeCoNi高熵合金(HEA)颗粒,并采用挤压铸造工艺制备了高熵合金颗粒增强铝基复合材料(HEA/Al),研究高熵合金颗粒体积分数对复合材料显微组织及力学性能的影响。结果表明,当高熵合金颗粒体积分数为5%时,高熵合金颗粒在基体中分布均匀;随着高熵合金颗粒体积分数增加,复合材料局部出现了团聚的现象,且其硬度逐渐增大,但其抗拉强度和伸长率随着体积分数的增大而减小,其中,当高熵合金颗粒体积分数为5%时,综合性能最佳,抗拉强度相比于基体合金提高了12.5%。     

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。     

超声铸造制备原位Al_3Ti/2024Al复合材料的性能

利用超声铸造法制备了原位Al_3Ti颗粒增强的Al_3Ti/2024Al复合材料,研究了Al_3Ti含量对Al_3Ti/2024Al复合材料微观组织、硬度、力学性能和耐磨性的影响。结果表明,随着Al_3Ti含量增加,复合材料基体组织逐渐细化;但当Al_3Ti含量超过12%时,复合材料致密度却显著降低;基体硬度和复合材料硬度都随Al_3Ti含量增加而增大;Al_3Ti含量为8%的2024Al复合材料的屈服强度和抗拉强度分别为357 MPa和446 MPa,相比铸态2024Al合金提升了38.5%和39.8%;复合材料的耐磨性随Al_3Ti含量增加而逐渐提高。     

固相合成法制备Al_2O_3亚微米颗粒增强AZ31复合材料及强化机理

采用固相合成方法制备Al_2O_3亚微米颗粒增强AZ31镁基复合材料,利用OM、SEM、TEM对Al_2O_3/AZ31镁基复合材料进行组织观察,利用维氏硬度仪、电子万能拉伸试验机对Al_2O_3/AZ31镁基复合材料进行力学性能测试。结果表明:经过固相合成后,Al_2O_3亚微米颗粒均匀的分布在AZ31基体中,通过对基体位错运动的钉扎作用,使该区域的位错密度增加,促进动态再结晶形核,复合材料的晶粒被显著细化。Al_2O_3/AZ31复合材料的力学性能随着Al_2O_3亚微米颗粒含量的增加而提高,当Al_2O_3颗粒含量为2%时,复合材料的力学性能达到最大值,其硬度、抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为83HV、302 MPa、203 MPa和8.15%。     

液态模锻SiCp/2A50力学性能及腐蚀行为研究

在研究2A50及SiCp/2A50复合材料力学性能的基础上,采用失重方法和电化学方法研究了2A50及SiCp/2A50复合材料在NaCl溶液中腐蚀行为和腐蚀机理,研究了不同尺寸、不同含量的增强颗粒SiCp对复合材料力学性能和腐蚀行为影响的变化规律。研究结果表明：当增强颗粒SiCp尺寸一定时,随着增强颗粒含量的增加,复合材料的强度增加,延伸率降低,而复合材料的腐蚀速率增加;当增强颗粒SiCp含量一定时,随着增强颗粒尺寸的增加,复合材料的强度降低,而延伸率则降幅较小,复合材料的腐蚀速率增加;复合材料中增强颗粒SiCp含量的变化并没有影响材料的腐蚀电位的变化,且与基体合金的腐蚀电位变化幅度较小;合金中的第二相与增强颗粒SiCp在复试过程中作为腐蚀阴极相,共同增加了合金的腐蚀速率;增强颗粒SiCp的加入降低了合金的耐蚀性能,且所研究的5种复合材料的腐蚀速率均大于基体合金的腐蚀速率。     

液态模锻SiCp/2A50力学性能及腐蚀行为研究（英文）

在研究2A50及SiCp/2A50复合材料力学性能的基础上,采用失重方法和电化学方法研究了2A50及SiCp/2A50复合材料在NaCl溶液中腐蚀行为和腐蚀机理,研究了不同尺寸、不同含量的增强颗粒SiCp对复合材料力学性能和腐蚀行为影响的变化规律。研究结果表明:当增强颗粒SiCp尺寸一定时,随着增强颗粒含量的增加,复合材料的强度增加,延伸率降低,而复合材料的腐蚀速率增加;当增强颗粒SiCp含量一定时,随着增强颗粒尺寸的增加,复合材料的强度降低,而延伸率则降幅较小,复合材料的腐蚀速率增加;复合材料中增强颗粒SiCp含量的变化并没有影响材料的腐蚀电位的变化,且与基体合金的腐蚀电位变化幅度较小;合金中的第二相与增强颗粒SiCp在复试过程中作为腐蚀阴极相,共同增加了合金的腐蚀速率;增强颗粒SiCp的加入降低了合金的耐蚀性能,且所研究的5种复合材料的腐蚀速率均大于基体合金的腐蚀速率。     

真空热压烧结VC／Cu基复合材料的研究

研究了用热压烧结和冷压烧结工艺制备的VC颗粒增强Cu基复合材料.综合分析了两种工艺制备的材料的微观组织与力学、物理性能及其VC含量对其组织和性能的影响.结果表明,采用真空热压烧结工艺制得的VC/Cu基复合材料,硬度和电导率相比于冷压烧结工艺所得材料有明显提高,相对密度可达94.0%;两种方法制备的VC/Cu复合材料的硬度随颗粒含量的增加而增加,但当颗粒含量达到一定程度时,VC颗粒会发生偏聚,将割裂基体与基体之间的结合,导致材料的硬度下降;而且材料的电导率随颗粒含量的增加而减小.     

原位合成TiB_2/ZL109复合材料的力学性能

通过原位合成法成功制备了亚微米级TiB_2颗粒增强ZL109复合材料,测量了不同颗粒含量复合材料的弹性模量和25～400℃的抗拉强度(UTS)。结果表明,复合材料的弹性模量随颗粒含量提高而提高,颗粒含量15%(质量分数,下同)时,复合材料的弹性模量比基体合金提高了32%；抗拉强度也明显高于基体合金,10%TiB_2 /ZL109复合材料在260℃时的强度比基体合金提高了105MPa。     

搅拌铸造制备新型Al2024/SiC/赤泥复合材料的特性和抗拉强度（英文）

采用搅拌铸造技术制备SiC颗粒(5%,质量分数)和赤泥(5%~20%,质量分数)颗粒增强2024铝基复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)和电子能谱(EDS)技术表征合成的复合材料;另外,利用Taguchi实验设计方法测试混杂复合材料的抗拉强度。结果表明,混杂复合材料中的增强颗粒分散均匀,结合充分;复合材料的密度和孔隙率随着增强体含量的增加而降低,抗拉强度随着赤泥含量和时效时间的增加而增加;复合材料中赤泥含量对抗拉强度影响最大,其次是时效时间。总体来说,与基体材料Al2024铝合金相比,铝合金/SiC/赤泥复合材料在优化条件下具有更优异的抗拉强度(高34%)。     

颗粒含量对准晶增强Al-Mg基复合材料组织和性能的影响

以Al-11%Mg(质量分数,下同)合金为基体,十面体准晶相Al<,72>Ni<,12>Co<,16>为增强颗粒,通过机械搅拌法制备了Al-Ni-Co准晶颗粒增强Al-Mg基复合材料.分别采用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)研究了颗粒含量对复合材料的组织形貌及成分的影响,并总结了复合材料的抗拉强度和布氏硬度随颗粒含量的变化规律.结果表明,随着颗粒含最的增加,由准晶相转化成的θ相的形貌发生如下转变:细长针状→短板条状→多边形状,而不同形貌的成分则基本保持一致:复合材料的抗拉强度σb和布氏硬度HBS随颗粒加入量的增加而增加.并简要分析了Al-Ni-Co准晶颗粒增强Al-Mg基复合材料的强化机理.     

SiC_p增强铝基复合材料的力学性能和断裂机理

采用真空热压法制备了SiCp的体积含量为30%的SiCp/2024Al复合材料,研究了SiCp粒径对复合材料组织及性能的影响。结果表明,颗粒粒径从3.5μm增大到40μm,复合材料的抗拉强度和硬度减小,伸长率和断面收缩率增大,增强体颗粒在基体中分布越来越均匀。当SiCp粒径为25μm时,复合材料的致密度最高。复合材料的断裂由SiCp的断裂、界面处撕裂和基体的开裂等几种机理共同影响。随着颗粒粒径的增大,复合材料断裂由界面处撕裂和基体开裂转变为SiCp断裂。     

粉煤灰颗粒增强铝基复合材料的研究

采用粉末冶金法成功制备了煤粉灰颗粒增强铝基复合材料。煤粉灰颗粒大多为球形,密度为2.75g/cm3,颗粒直径主要集中在5～60μm范围内,主要成分为SiO2、Al2O3和Fe2O3,三者质量分数总和超过85%。经SEM分析表明,该复合材料中存在着颗粒团聚,并有少量气孔产生。随着煤粉灰质量分数的增加,复合材料的密度逐渐减少;当煤粉灰颗粒的质量分数在10%以下时,该复合材料的硬度是上升的,超过10%时硬度开始下降。     

工艺参数对碳化钛颗粒增强高锰钢性能的影响

采用原位合成技术制备了碳化钛颗粒增强高锰钢复合材料;采用洛氏硬度计、扫描电镜和金相显微镜探讨了烧结温度和含碳量对该复合材料孔隙度和硬度的影响.结果表明:当烧结温度为1350～1420℃时,该复合材料的孔隙度随烧结温度的升高而减小.当烧结温度超过1420℃,该复合材料的孔隙度随着温度的升高而增大;该复合材料的硬度随温度的变化趋势与孔隙度刚好相反,当烧结温度一定时,该复合材料的孔隙度随碳含量的增加而增大,而其硬度变化与含碳量之间没有明显规律性.     

Zn-Al-Cu-TiB_2原位复合材料的显微组织、力学性能及耐磨性(英文)

采用混合盐法(K2TiF6,KBF4)在反应温度875°C下制备Zn-Al-Cu-TiB2(ZA27-TiB2)原位复合材料。研究此复合材料的显微组织、力学性能和耐磨性。微观组织分析表明,复合材料中的TiB2颗粒细小,分布均匀。复合材料的力学性能随着颗粒含量的增加而显著增加,相对基体合金,5%TiB2增强复合材料的布氏硬度提高了HB 18,抗拉强度提高了49 MPa。磨损实验结果说明复合材料的摩擦因数和磨损量随着颗粒含量的增加而明显降低,当TiB2含量增加到5%时,磨损率由5.9×10-3 mm3/m降低到1.3×10-3 mm3/m。摩擦因数和磨损表面形貌变化表明,由于TiB2颗粒的引入,材料在磨损初期的磨损机制发生了变化。     

Zn-Al-Cu-TiB2原位复合材料的显微组织、力学性能及耐磨性（英文）

采用混合盐法(K2TiF6,KBF4)在反应温度875°C下制备Zn-Al-Cu-TiB2(ZA27-TiB2)原位复合材料。研究此复合材料的显微组织、力学性能和耐磨性。微观组织分析表明,复合材料中的TiB2颗粒细小,分布均匀。复合材料的力学性能随着颗粒含量的增加而显著增加,相对基体合金,5%TiB2增强复合材料的布氏硬度提高了HB 18,抗拉强度提高了49 MPa。磨损实验结果说明复合材料的摩擦因数和磨损量随着颗粒含量的增加而明显降低,当TiB2含量增加到5%时,磨损率由5.9×10-3 mm3/m降低到1.3×10-3 mm3/m。摩擦因数和磨损表面形貌变化表明,由于TiB2颗粒的引入,材料在磨损初期的磨损机制发生了变化。     

热轧道次对纳米SiC颗粒增强Mg-9Al复合材料薄板显微组织和力学性能的影响

采用粉末热压法制备了纳米SiC质量分数为7. 5%的SiC_p/Mg-9Al复合材料薄板。通过对复合材料进行小压下量的多道次热轧,研究了热轧道次对其显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着轧制道次的增加,晶粒尺寸越来越细小; SiC颗粒的分布也变得更加均匀,同时部分SiC颗粒嵌入原始镁颗粒中,硬度较高的SiC颗粒阻碍了相对较软的镁颗粒的移动,使得SiC颗粒-基体界面附近的位错密度增大和SiC颗粒和镁基体之间的结合增强。复合材料的抗拉强度和屈服强度也随着轧制道次的增加而增加,当轧制道次进行到6道次时,总变形量约为50%,获得相对最优的综合力学性能,抗拉强度为292. 5 N/mm2,屈服强度为252 N/mm2,伸长率为3%。复合材料的强度主要取决于晶粒尺寸、SiC颗粒的分布以及增强相和基体的结合程度。     

复合铸造制备稻壳灰增强AA6061铝合金及表征（英文）

稻壳灰(RHA)是一种有潜力的廉价铝基复合材料的增强颗粒。采用复合铸造方法制备不同稻壳灰含量(0,2%,4%,8%,质量分数)增强的AA6061铝合金复合材料。采用X射线衍射和扫描电镜对所制备复合材料进行表征。X射线衍射谱表明AA6061/RHA铝基复合材料中除RHA颗粒外未形成其他金属间化合物。扫描电镜图片表明RHA颗粒均匀分布在铝基体中。RHA基本分布在晶粒内部。此外,RHA颗粒与铝基体结合良好并形成清晰的界面。RHA颗粒的添加能提高铝基复合材料的显微硬度和抗拉强度。铝基复合材料的拉伸行为与其微观组织密切相关。     

非晶颗粒增强纯铝基复合材料的组织与性能

采用机械合金化制备了Al70Ni17Ti13非晶粉末,在450℃下采用无压烧结-热压工艺烧结制备了铝基复合材料,研究了不同含量的非晶粉末的加入对纯铝基复合材料显微组织及力学性能的影响。结果表明:复合材料的硬度随着增强体含量的增加逐渐增加,但其抗拉强度随着增强体含量的增加呈现出先上升后下降的趋势。复合材料的显微硬度由纯铝的46 HV0.01提高到195.3 HV0.01,效果显著。当非晶粉末颗粒体积分数为10%时,抗拉强度达到最大值为196.6 MPa,相比纯铝抗拉强度性能提升了113%。当非晶粉末颗粒体积分数为15%时,复合材料的耐蚀性能最佳。     

高温轧制Al-TiB_2/TiC原位复合材料的显微组织及力学性能（英文）

在铝熔体中利用纯Ti与Al-B-C合金的原位反应成功制备出一种原位自生颗粒增强的Al-TiB_2/TiC复合材料,随后采用高温轧制改善其增强颗粒在基体中的分布与复合材料的力学性能。利用场发射扫描电镜表征复合材料在轧制变形过程中的显微组织演变过程,并通过拉伸和显微硬度试验测定复合材料的力学性能变化。结果表明:随着轧制压下量的增加,复合材料的显微组织得到明显改善,颗粒分布更加均匀;当压下量达到90%时,复合材料的抗拉强度提高到185.9 MPa,显微硬度达到HV 59.8,与铸态样品相比分别提高了140%和35%。另外,基于拉伸样品的断口形貌分析了复合材料的强化机理。