热压烧结温度对SiC颗粒增强铝基复合材料微观组织及力学性能的影响

本文在540-640℃温度范闱内,研究了真空热压温度对15%(体积分数)SiCp/2009Al复合材料的微观组织和力学性能的影响.复合材料的致密度随热压温度升高而增加,在580℃达到最大值,高于580℃时下降.TEM界面观察发现:热压温度为540和560℃时复合材料界面结合较弱,界面出现开裂现象;当热压温度为580和6...     

喷射共沉积SiC_p/2024复合材料的显微组织与力学性能

利用喷射共沉积-热挤压-轧制工艺制备SiC_p/2024复合材料板材.研究该复合材料轧板热处理后的显微组织及力学性能,并确定其最佳的热处理工艺条件.结果表明:轧制态复合材料组织细小均匀,晶粒尺寸为3～4 μm,SiC颗粒均匀分布在基体合金中;采用490 ℃、1 h固溶处理和170 ℃、8 h时效后,SiC_p/2024复合材料轧板的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为480 MPa、358 MPa和6.4%,基体合金中存在大量细小的第二相颗粒,为Al_2MgCu及Al_2Cu相;峰时效状态时复合材料的布氏硬度值为228 HB,与轧板原始硬度相比较增幅达130%;喷射共沉积SiC_p/2024复合材料轧板到达峰时效时间比铸造2024铝合金的短,这主要是因为喷射沉积基体合金内细小均匀的晶粒组织、基体合金内高密度的位错组态以及SiC颗粒的引入,均有利于沉淀相的提前析出.     

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。     

SiC_p/2024Al铝基复合材料的耐蚀性

用电化学方法和浸泡试验研究了SiC颗粒粒度和体积分数对SiCp/ 2 0 2 4Al铝基复合材料在 3.5 %NaCl水溶液中耐蚀性的影响 ,作为比较对 2 0 2 4Al的耐蚀性也进行了研究。结果表明 ,与基体相比 ,SiCp/ 2 0 2 4Al复合材料并不增加点蚀敏感性 ,其抗蚀性与SiC体积分数和粒度有关 ,SiC颗粒体积分数低或粒度高的复合材料 ,其抗蚀性往往大。     

原位颗粒增强Fe3Al基纳米复合材料的显微结构与力学性能

采用机械合金化及真空热压烧结制备硼化物颗粒原位增强Fe。Al基纳米复合材料块体。对球磨粉体及热压块体的相组成、烧结块体的微观结构、断口形貌及力学性能进行了测试分析。结果表明,Fe-A1-Ti-B混合粉在球磨过程中,Al、Ti、B逐渐溶人Fe中,形成纳米晶Fe（A1,Ti,B）过饱和固溶体,结构趋于非晶态。经1200℃保温1h后热压烧结的块体由Fe。A1及原位形成的TiB2及FezB等构成,其晶粒尺寸分别约为17nm,22nm和11nm。含5at％（Ti37B67）的Fe3Al基纳米复合材料块体的致密度大于95％,抗弯强度和硬度分别为1440MPa和461．3HV10,弯曲断口为主体脆性断裂,同时呈现出一定韧性特征。     

55%SiCp/2024Al复合材料时效过程的微观组织与力学性能

选用粒径为12 μm的SiC颗粒和19 μm的2024铝合金粉末,采用热等静压工艺制备体积分数为55%的SiC_p/2024Al复合材料,研究固溶时效处理对SiC_p/2024Al复合材料微观组织和力学性能的影响。结果表明,真空热等静压法制备的复合材料组织致密,SiC颗粒与铝合金结合良好。时效过程中SiC_p/2024Al复合材料呈现出双峰时效行为,与铝合金相比,复合材料提前达到峰时效状态,此时基体中主要强化相为θ″相与S″相。与烧结态相比,复合材料硬度从255 HBW提高到281 HBW,抗弯强度从633 MPa提高到747 MPa。     

SiCw/Al复合材料力学性能分散性

金属基复合材料力学性能分散性影响其性能评价和广泛应用.本文研究了测量方法和组织缺陷对SiCw/Al复合材料力学性能统计分布规律的影响.结果表明,复合材料的弹性模量、强度和延伸率等性能均存在分散性,高性能数据出现频率最高,向低的性能值分散.弹性模量分散性受测量方法影响很大,直线段扩大法可以减小性能分散范围.强度和延伸率性能高的试样中发现夹铝区或未浸渗区等缺陷的概率远低于低性能试样,微观缺陷是造成强度和延伸率向低值方向分散的主要原因.为此减少组织缺陷并合理选择实验方法对复合材料的性能评价和应用是必要的.     

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。     

热处理对WC_p/2024Al复合材料耐蚀性能及力学性能的影响

采用扫描电镜、失重试验、动电位极化曲线、拉伸试验等方法,研究了两种热处理工艺(T4和T6)对WCp/2024Al复合材料的抗腐蚀性能及力学性能的影响。结果表明,WCp/2024Al复合材料主要在基体中富铜相/贫铜区界面处发生点蚀。T4热处理显著减少基体中富铜相析出而大幅度降低了点蚀敏感性。点蚀对该复合材料的力学性能破坏显著,盐雾腐蚀试验480h后T4态复合材料的剩余强度优于T6态复合材料。     

SiC_p/ZL201复合材料的力学性能

研究了ＳｉＣｐ尺寸、含量及热处理工艺对铸造ＳｉＣｐ／ＺＬ２０１复合材料的室温和高温力学性能的影响。随ＳｉＣｐ含量的提高和粒子尺寸的增大,复合材料的室温抗拉强度呈下降趋势。随温度升高,基体合金的抗拉强度急剧下降,而复合材料的则下降较小。当温度大于２４０℃时复合材料的抗拉强度高于基体合金,表明ＳｉＣｐ的加入显著提高了基体合金的高温抗拉强度。     

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。     

热压烧结-热挤压复合工艺制备SiCp/6061Al基复合材料

采用热压烧结-热挤压复合工艺制备了SiC体积分数为35%的SiCp/6061Al基复合材料。观察了复合材料的金相组织和断口形貌,检测了复合材料的密度和抗拉强度。分析了热压和热挤压复合工艺对复合材料的影响。结果表明:采用热挤压二次成形后,增强体在基体中的分布均匀化,与挤压方向平行;复合材料的致密度达到98.09%,抗拉强度达到248 MPa;基体组织晶粒细化,并产生大量的位错和亚晶组织;SiCp/6061Al复合材料断裂机理主要由6061Al基体的韧性断裂和增强体SiC颗粒的脆性断裂组成。     

热压烧结制备Al2O3/TiCN-Ni-Ti陶瓷复合材料的组织与性能

采用真空热压烧结方法制备Al2O3/Ti(C,N)-Ni-Ti陶瓷基复合材料,采用X射线衍射与扫描电镜分析材料的物相组成和显微结构,研究烧结工艺对材料物相组成、显微结构和力学性能的影响。结果表明:Ni和Ti的添加显著提高复合材料的强度和韧性;温度小于1 600℃时,复合材料的力学性能随热压温度的升高而升高;温度高于1 600℃时,温度升高及保温时间延长不仅会导致Al2O3晶粒的异常长大和Ti(C,N)的分解,而且会使Ni发生聚集现象,复合材料的力学性能下降;当烧结温度为1 600℃、保温时间为30 min时,制备的Al2O3/Ti(C,N)-Ni-Ti陶瓷复合材料的力学性能最佳,其相对密度达到99.4%,抗弯强度为820 MPa,断裂韧性达到9.3 MPa.m1/2。     

机械合金化-热压制备Nb/NbCr2复合材料的组织与性能

采用机械合金化与热压工艺制备以Nb固溶体为软第二相的Laves相Nb/NbCr2复合材料。研究不同成分的Nb、Cr元素粉经20 h球磨后在1 250℃,0.5 h热压工艺下所获得的Nb/NbCr2复合材料的组织和性能。结果表明：随着偏离Laves相化学配比的Nb含量的增大,材料的致密度、抗压强度、塑性应变均增加,而维氏硬度减小。Laves相含量为29%的Cr-77.5Nb合金的组织均匀,Nb固溶体与Laves相间隔分布,晶粒尺寸达到亚微米级,屈服强度为2 790 MPa,抗压强度为3 174 MPa,塑性应变达到5.44%,充分实现了细晶和软第二相综合增韧的效果。     

Al2O3p/Al复合材料中颗粒粒径与形态对组织和性能的影响

选用 5 .0和 0 .15 μm两种粒径的Al2 O3 颗粒 ,制备了Al2 O3 体积分数为 40 %的铝基复合材料。利用透射电镜对两种复合材料拉伸前后的组织进行观察 ,结果表明 :5 μm尖角形Al2 O3 颗粒增强复合材料的铸态组织中存在高密度的位错 ,这主要是由于热错配应力引起的 ;0 .15 μm椭球形Al2 O3 颗粒增强复合材料的铸态组织中几乎观察不到位错 ,这与颗粒细小且为等轴状、分布弥散、界面附近应力分布均匀等因素有关。对拉伸断口附近显微组织的观察表明 ,前者基体中位错进一步增殖 ,后者则存在明显的位错环。室温拉伸结果表明亚微米Al2 O3p/Al复合材料中的这种微观组织有利于材料强度和塑性的提高     

Bulk Al/SiC nanocomposite prepared by ball milling and hot pressing method

Nano-sized Al/SiC powders were prepared by mechanical alloying method. Two sorts of SiC particle, i.e., nano-sized and popular micron-sized SiC were utilized. The particle size and microstructure of the milled powder were characterised. Effects of the particle size and agglomerate state of SiC, as well as the microstructure of Al/SiC nanocomposite were studied by SEM and TEM. The results show that nano-sized SiC particles is dispersed in aluminium uniformly after ball milled for only 2 h, whereas the similar process need about 10 h for popular micron-sized SiC particle. The bulk Al/SiC nanocomposite can be fabricated by hot pressing the nano-sized Al/SiC powders at temperature about 723 K under pressure of 100 MPa.     

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。     

Effect of ball milling time on microstructure and properties of Laves phase NbCr2 alloys synthesized by hot pressing

Laves phase NbCr2 alloys with a composition of Nb-66.7Cr (molar fraction, %) were prepared by mechanical alloying and hot pressing. The microstructures and properties of the Laves phase NbCr2 alloys, prepared from elemental niobium and chromium powders under various ball milling time by hot pressing at 1 250 ℃ for 0.5 h, were investigated. The results indicate that if the ball milling time is longer than 40 h, the synthesizing reaction of Laves phase NbCr2 can be accomplished much sufficiently. Then the nearly full-dense Laves phase NbCr2 alloys can be prepared by hot pressing from ball milled powders with more than 40 h. The hot pressing sample with homogeneous and fine microstructure made from 40 h ball milled powders has the optimum microstructure and properties. It has a relative density of 98.1%, Vickers hardness of 11.4 GPa, compress strength of 1 981 MPa and fracture toughness of 4.82 MPa·m1/2. The effect of fine grain toughening is fully realized.     

SiCp/AlCuMgAgCe复合材料的显微组织与力学性能

采用压铸浸渗法制备了53%SiCp增强的AlCuMgAgCe基复合材料。通过X射线衍射、金相观察、扫描电镜与透射电镜分析以及力学性能测试,研究了SiCp/AlCuMgAgCe复合材料的显微组织与力学性能。结果显示,在AlCuMgAgCe合金中加入53%体积分数的SiC颗粒后,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,SiC颗粒与基体之间并没有发生明显的界面反应。在185℃的等温时效析出过程中,复合材料的析出相主要由Ω相和少量θ′相组成。     

Tensile properties of 2024 Al alloy processed by enhanced solid-solution and equal-channel angular pressing

Equal-channel angular pressing（ECAP） of an enhanced solid-solution treated 2024 Al alloy was successfully performed at room temperature, with an imposed equivalent normal strain of about 0.5. A very high hardness about HV191 and yield strength about 610 MPa （30% higher than those of the unECAPed 2024 Al alloy） in terms of commercial aluminum alloys were observed for the ECAPed 2024 Al alloy. In addition to the strengthening, this process allows the ECAPed 2024 Al alloy have a moderate level of tensile ductility （about 12.7%） and a significant strain hardening capability up to tensile failure. After aged at 373 K for 48 h, the ECAPed alloy increases its hardness （about HV201） and tensile ductility （about 14 %） further. The TEM results show that the ECAPed 2024 AI alloy presents a plate structure （about 50-100 nm） with high density of dislocation and additional thin plate （approximately 〈10 nm= inside. The XRD results show that the ECAP processing decreases the texture and increases the dislocation density of the alloy considerably. The theoretical calculations show that the increase of dislocation density resulting from ECAP processing makes a considerable contribution about 55.2 % for the improvement of yield strength.