颗粒增强铝基复合材料的半固态组织与性能

采用自制的半固态流变性能测试装置，研究了SiC颗粒增强铝基复合材料的半固态流变性能，并对其微观组织进行了分析。结果表明，在SiC颗粒体积分数低于12％的条件下，SiC颗粒越多，材料的半固态流变性能越好。半固态微观组织分析表明，SiC颗粒的分布状况与复合材料的半固态的变形量有关。     

氧化铝短纤维增强铝基复合材料的组织与性能

氧化铝纤维增强铝基复合材料在很好的工业应用前景。对其制备工艺、力学等已进行了大量研究。目前多数研究都是针对铸造或压力铸造的复合材料，未见有关这种材料变形后的组织与性能研究的报道。本文针对这一情况对经热挤压的复合组织与性能及断裂行为进行初步研究。     

SiC颗粒增强铝基复合材料的显微组织与力学性能

采用压铸浸渗法制备了体积分数为50%的SiC/Al-5.3Cu-0.8Mg-0.6Ag-0.5Mn耐热铝基复合材料.通过拉伸测试与组织观察,研究了高体积分数SiC颗粒增强对基体合金的显微组织与力学性能影响.结果表明,在基体Al-5.3Cu-0.8Mg-0.6Ag-0.5Mn合金中掺入高体积分数的SiC颗粒后,复合材料的时效硬化与拉伸性能得到了大幅度的提高,185 ℃峰时效处理后的抗拉强度从356 MPa增大到520 MPa.SiC/Al-5.3Cu-0.8Mg-0.6Ag-0.5Mn复合材料的组织致密,分布均匀,其断裂方式包括界面脱开、基体韧断和增强体开裂.高体积分数SiC颗粒的增强并不改变基体合金的时效析出过程,析出相由Ω相和少量θ＇相组成,但SiC颗粒与基体之间发生了界面反应,生成了纳米级的Al4C3化合物.     

颗粒增强铝基复合材料的组织与性能

用熔铸法制备了ＴｉＢ２和ＳｉＣ颗粒增强铝基复合材料,评价了ＴｉＢ２／Ａｌ和ＳｉＣ／Ａｌ复合材料的硬度,研究了增强剂的加入方式和体积分数对ＴｉＢ２／Ａｌ复合材料拉伸性能的影响;并用扫描电镜分析了复合材料的显微组织。结果表明,ＴｉＢ２颗粒对Ａｌ基体的增强效果比ＳｉＣ颗粒好,Ｔｉ,Ｂ化合物的增强效果优于ＴｉＢ２粉末,复合材料的力学性能随ＴｉＢ２体积分数增加而提高;用含Ｔｉ,Ｂ化合物的混合物增强的１．５％ＴｉＢ２／Ａｌ（体积分数）复合材料的热轧退火态性能为σｂ１６０．４ＭＰａ,δ１３．１％,铸态ＨＢ４５１ＭＰａ。ＳＥＭ观察结果表明,在铝基体中添加Ｔｉ、Ｂ化合物的混合物能在基体中原位生成ＴｉＢ２颗粒。     

颗粒增强纯铝基复合材料的增强机制

利用ＳＥＭ，ＴＥＭ技术对Ａｌ_２Ｏ_３ｐ，ＳｉＣ_ｐ增强纯铝基复合材料进行了组织观察和分析，认为陶瓷颗粒的加入使材料的σ_ｂ，σ_（０．２）提高了，但延伸率有所下降；指出颗粒强化的位错机制不能用单一的Ｏｒｏｗａｎ机制来解释，还应考虑位错胞状亚结构的影响，并认为强度σ_ｃ＝ｆ（ｍ，Ｐ，ｄｐ，Ｖｐ，Φ，，Ｉ）经拟合得出本研究条件下的     

粉煤灰颗粒增强铝基复合材料的组织与性能

以浓硫酸处理过的粉煤灰颗粒为增强体,Al-20%Si合金粉为基体.采用粉末冶金法制得粉煤灰颗粒增强铝基复合材料,并对复合材料的微观形貌及力学性能进行了分析.结果表明:粉煤灰颗粒表面被腐蚀,比表面积大大增大;在复合材料中粉煤灰颗粒分布较均匀,有少量气孔存在;随着粉煤灰含量的提高,该材料硬度逐渐增大,而密度逐渐减小.     

非晶颗粒增强铝基非晶复合材料的爆炸压实及其力学性能

用爆炸压实法制备了非晶颗粒增强铝基复合材料,复合材料中增强相非晶颗粒的含量分别为5%,10%,15%和20%。XRD和DTA分析的结果表明,爆炸压实过程中非晶颗粒未发生晶化现象。SEM分析的结果表明,非晶颗粒在基体中分布均匀。对爆炸压实件的硬度、密度、强度进行了检测,结果表明,该复合材料的强度高于纯铝,随着非晶颗粒含量的增加,复合材料的硬度和强度呈增大趋势。     

SiC颗粒增强铝基复合材料薄板的力学性能

研究了粉末冶金法制备的ＳｉＣ颗粒增强铝基复合材料薄板的常温及高温力学性能,结果表明,铝基复合材料薄板在常温下具有较高的强度,薄板性能基本呈各向同性,其断裂机制主要为颗粒从基体脱粘,同时有少量颗粒破碎。随着温度的升高,复合材料板材强度逐渐下降,延伸率增大。在２００℃时仍能保持较高的强度和较好的综合性能,其抗拉强度达３７０ＭＰａ,屈服强度达２４３ＭＰａ,延伸率达１１．３％。     

钛对碳纳米管增强铝基复合材料组织与性能的尺寸效应

通过粉末冶金的方法,制备了致密和较高强度的CNT/Al复合材料,并系统地研究了在制备粉末阶段时引入不同粒径的钛粉后,对复合材料的组织结构与力学性能的影响。结果表明,在一定范围内,钛颗粒尺寸与制备的CNT-Ti/Al复合材料力学性能成反比。当加入的钛颗粒粒径为80 nm时,CNT-Ti/Al复合棒材力学性能最佳。其主要原因包括两个方面:一是钛颗粒有助于碳纳米管的分散,同时自身作为一种第二相强化基体;二是制备过程的热反应,使复合材料组织中生成了一种核壳结构,极大地增强了其界面结合与碳纳米管的载荷转移。     

Fe基非晶合金增强1060铝基多层复合材料的组织与性能

采用累积叠轧焊+中间退火法复合轧制1060Al/Fe基非晶多层铝合金复合板材。利用光学显微镜、扫描电镜、X-衍射分析仪以及拉伸试验机分析Al基复合材料的微观组织结构变化、断口形貌、物相组成以及力学性能。结果表明:Fe基非晶复合材料的增强体在300 ℃中间退火过程中发生部分晶化,在累积变形轧制过程中发生破碎,并随着变形道次的增加,破碎程度随之增大;复合板前6道次的累积轧制变形出现了明显的加工软化现象,并且随着变形道次的增加,其加工软化的效果愈明显;随着累积轧制变形道次增加,Al基复合材料的力学性能发生了明显的变化,第2道次轧制变形后屈服强度与抗拉强度达到了最大值为140 MPa和156 MPa,伸长率为5.53%,达到最佳综合性能。     

新型非晶增强铝基复合材料的制备及组织性能

利用搅拌摩擦加工技术制备了一种新型的非晶增强铝基复合材料,用金相、显微硬度计及扫描电镜等分析复合材料的显微组织、硬度以及成分组成.结果表明,复合材料主要由母材和非晶带经搅拌摩擦加工后交替形成的层状结构组成,其显微硬度与母材相比有所提高.复合材料主要由α-Al,Mg2Al3,Mnal6以及La3Al11等物相组成,原始非晶带经搅拌摩擦加工后存在一定的晶化特征,而非晶的晶化可能是摩擦热、机械搅拌力以及轴肩压力等综合因素共同作用的结果.     

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.     

铝基非晶合金中预峰与物理性能的关系

为了研究Fe对Al基非晶合金的影响,通过各种技术对Al84Ni10La6和Al84Ni9Fe1La6的结构与性能进行了研究。结果表明：加入1%Fe（摩尔分数）增加了结构因子中预峰的面积并降低了晶态与非晶态热膨胀系数之间的差异;加入1%Fe提高了Al-Ni-La合金的非晶形成能力、显微硬度、断裂韧性、电阻率、抗磁性和耐腐蚀性,这是由添加1%Fe引起的中程序及自由体积的变化导致的。     

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。     

脉冲磁场下原位合成（Al203＋Al3Zr）p／Al复合材料的微观组织及力学性能

采用熔体反应法，以Al-ZrSi04为反应体系，在反应过程中施加脉冲磁场，原位合成Al3Zr和Al203颗粒增强铝基复合材料。X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和电子探针（EPMA）分析表明：脉冲磁场作用下，原位合成的颗粒细小，尺寸为1～3μm，且弥散分布于基体中；随外加脉冲磁场强度的增大，反应生成的增强颗粒变得更加细小，分布更均匀。拉伸实验结果表明：脉冲磁场作用下原位合成复合材料的抗拉强度随着脉冲磁场强度的增大而升高，当磁场强度为0．05T时，复合材料的抗拉强度比未施加脉冲磁场的复合材料提高28％；伸长率随磁场强度的增大略微下降。拉伸断口形貌分析表明：脉冲磁场作用下复合材料断口形貌中的韧窝和撕裂纹大大减少，但仍属于塑性断裂。     

挤压铸造准晶增强AZ91D镁基复合材料组织与性能

为了改善AZ91D镁合金的性能,采用挤压铸造法制备了Mg-Zn-Y准晶中间合金增强AZ91D镁基复合材料,研究了准晶中间合金含量对复合材料组织和性能的影响。结果表明挤压铸造工艺可以有效细化晶粒,复合材料的显微组织主要由α-Mg基体、晶界上分布的β-Mg17Al12相以及Mg3Zn6Y准晶颗粒组成,准晶颗粒和α-Mg基体之间形成稳定结合。当准晶中间合金含量为5%时,抗拉强度和断后伸长率达到最大值,分别为194.3MPa和9.2%。复合材料的强化机制为细晶强化和准晶颗粒强化。     

Microstructure and properties of mechanical alloying particles reinforced aluminum matrix composites prepared by semisolid stirring pouring method

Aluminum matrix composites reinforced with mechanical alloying particles(SiC_p) were fabricated by the semisolid stirring pouring method. The inf luence of mechanical alloying particles and Mg on the microstructure and mechanical properties of the composites was investigated by means of optical microscopy(OM), X-ray diffraction scanning(XRD), electron microscopy(SEM) and energy dispersive spectroscopy(EDS). Results show that the addition of Mg converts the agglomerate mechanical al oying particles in ZL101 matrix composites into dispersed distribution in ZL101-Mg matrix composites, large matrix grains into f ine equiaxed matrix grains, and eutectic phase into f ine particles. So the mechanical properties of ZL101-Mg matrix composites are better than those of ZL101 matrix composites. The mechanical properties of ZL101/ZL101-Mg matrix composites are gradually increased with the increase of the volume fraction of mechanical alloying particles. When the volume fraction of mechanical alloying particles is 3%, the Vickers hardness and ultimate tensile strength of the ZL101/ZL101-Mg matrix composites reach their maximum values.     

粉末冶金Al3(Zr,Ti)/Al复合材料的组织与性能

为了研究Zr含量变化对Al-Ti-Zr铝基复合材料组织与力学性能的影响,以纯Al粉末作为基体材料,纯Ti粉和纯Zr粉作为增强体材料,采用粉末冶金原位合成法在750℃烧结制备了Al-Ti-Zr复合材料。随后将烧结制备的复合材料加热到400℃进行热压变形处理,测试其组织和性能的变化。结果表明:在Al-Ti-Zr三元体系中,复合材料内部通过置换反应生成Al3(Zr,Ti)化合物;随着Zr含量的增加,复合材料的组织更加均匀、致密化,其抗拉强度、硬度逐渐增加,抗拉强度最大值为227.66 MPa,硬度最大值为132.83 HV0.025;复合材料的耐腐蚀性能随着Zr含量的增加呈现下降趋势,在Zr含量为5%时,复合材料的耐腐蚀性能最佳,其腐蚀电位为-0.67661 V,腐蚀电流密度为1.0214×10^-6 A/cm^2。     

液氮辅助冷却激光熔覆Al基非晶涂层的组织与耐蚀性

采用激光熔覆加液氮辅助冷却技术在S355海洋钢表面制备Al基非晶涂层,运用SEM、XRD、电化学工作站等技术分析了涂层腐蚀前后表界面形貌及物相组成,研究了液氮辅助冷却对涂层性能的影响以及涂层在5%NaCl溶液中浸泡10、20、40和80 d后的腐蚀性能。结果表明:经过液氮辅助冷却后涂层中存在少量的非晶AlFeNi相;涂层与基体形成了良好的冶金结合;表面组织细小,增强相TiC均匀弥散分布,且裂纹气孔较少。涂层表面显微硬度增加15%;残余应力与自然冷却时基本持平,均为拉应力;其耐蚀性也得到了显著提升。