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.     

Er元素添加对Al-7.7Li合金时效强化及显微组织的影响

通过显微硬度测试及三维原子探针(3DAP)分析对Al-0.03Er、Al-7.7Li、Al-0.03Er-7.7Li (at%)合金的时效强化与显微组织进行了研究。结果表明,Al-0.03Er合金在350℃等温时效10 min达到峰时效硬度38HV,相比固溶态硬度提升了12 HV。Al-7.7Li合金在190℃等温时效24 h达到峰时效硬度98 HV,相比固溶态提升了56 HV。Al-0.03Er-7.7Li合金经350℃/1 h+190℃/8h双级时效后,硬度达108 HV,相比固溶态提升了66 HV,其强化效果为Al-0.03Er、Al-7.7Li合金强化效果的叠加。对此状态的Al-Er-Li合金显微组织进行分析,结果表明,合金中有3种析出相:Al_3Er、Al_3Li及以Al_3Er为核、Al_3Li为壳的Al_3(Er,Li)相,说明先析出的Al_3Er能作为Al_3Li异质形核的核心,从而促进了Al_3Li的析出,使Al-Er-Li合金强度高于Al-Li合金的强度。     

Li对Al-3.5Cu-1.5Mg合金力学性能与时效析出行为的影响(英文)

采用拉伸实验、扫描电子显微分析(SEM)、透射电子显微分析(TEM)、高分辨电子显微技术研究Li添加对Al-3.5Cu-1.5Mg合金力学性能与时效析出行为的影响。结果表明:添加1.0%Li能使Al-3.5Cu-1.5Mg合金的峰值时效拉伸强度明显提高,伸长率略有下降。峰值时效拉伸样品的断口形貌由韧断口转变为韧/脆混合型。Li使合金185℃峰值时效时间由12 h延长至24 h,析出相由S′(Al_2CuMg)转变为S′(Al_2CuMg)+δ(Al_3Li)。在Al-3.5Cu-1.5Mg-1.0Li合金中,S(Al_2CuMg)相时效析出延缓。     

SiCw/MgLiAl复合材料的界面结构

从热力学角度分析了SiC晶须与Mg Li Al合金的化学相容性 ,利用透射电镜及高分辨电镜研究了SiCw/MgLiAl复合材料的界面结构 ,并测试了复合材料的力学性能。结果表明 ,该复合体系化学相容性较好 ,SiC晶须与基体合金界面结合紧密 ,没有反应物 ;少数SiC晶须表面发生了沿 {1 1 1 }晶面的定向损伤 ,出现了 70 .5°或 1 0 9.5°台阶。拉伸实验结果表明 ,SiC晶须对Mg Li Al合金具有明显的强化作用 ,使复合材料的抗拉强度、弹性模量明显提高。     

SiCp／Mg-6Al-0．5Mn复合材料的组织与力学性能

采用压力浸渗制备了体积分数为51.5%的SiCp/Mg-6Al-0.5Mn镁基复合材料.通过力学性能测试与组织观察,研究了高体积分数SiC颗粒增强体对基体合金的显微组织与力学性能的影响.结果显示,在Mg-6Al-0.5Mn基体合金中加入体积分数为51.5%的SiC颗粒后,复合材料的压缩性能得到了大幅度的提高,室温下的抗压缩强度从329.5 MPa增大到624.8 MPa.SiCp/Mg-6Al-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.SiC颗粒与基体之间发生了界面反应,生成了纳米级的Mg2Si化合物.     

原位TiB2增强铝基复合材料的时效行为及性能演变

通过对比原位TiB₂颗粒增强铝基复合材料和基体合金的时效行为,研究了TiB₂颗粒对时效行为的影响以及颗粒促进时效沉淀的机制。此外,还研究了时效过程中TiB₂/Al-4.5Cu复合材料和基体合金的拉伸性能和硬度的变化。结果表明,TiB₂颗粒加速了复合材料的时效过程,同时TiB₂颗粒附近的高密度位错导致了Al₂Cu相的不均匀析出。相较于基体合金,TiB₂/Al-4.5Cu复合材料的峰时效时间由20 h缩短至8 h。复合材料力学性能随时效时间的变化可以分为2个阶段,这与Al₂Cu析出相的变化具有良好的一致性。复合材料的屈服强度比时效前提高了24%,比时效的基体合金提高了82%。     

SiCw/AZ91镁基复合材料的微弧氧化行为及涂层的耐腐蚀性能

采用微弧氧化表面处理技术在SiCw/AZ91镁基复合材料表面制备保护性涂层.通过与AZ91镁合金对比,研究镁基复合材料的微弧氧化行为及其形貌特征,并采用电化学方法评价了微弧氧化涂层的耐腐蚀性能.结果表明,SiC晶须的存在影响了基底材料表面阻挡层的形成,使复合材料的微弧氧化行为不同于基体合金.与合金相比,在恒电流模式下进行微弧氧化的过程中复合材料的电压随时间的演变趋势不够理想,而且在相同工艺条件下复合材料的起弧时间比合金要长.复合材料在微弧氧化过程中偶尔会出现烧蚀现象.虽然SiC晶须会影响复合材料表面涂层的形成,微弧氧化处理仍然能够增强镁基复合材料的耐腐蚀性能,使其自腐蚀电位提高,腐蚀电流降低.当采用恒压模式制备涂层时,涂层耐腐蚀性能随电压的提高而增强.     

低压铸造SiCP/ZL114复合材料的时效硬化行为

用显微硬度、热分析和扫描电镜对由低压铸造法制备的SiCP/ZL114复合材料的时效硬化行为进行了研究.结果表明,与未增强基体合金相比,复合材料在160℃、180℃和200℃温度下时效速率不断加快,时效峰值随时效温度的变化不明显,在180℃时能达到146MPa的高显微硬度值.由DSC热分析和显微组织观察可知,SiC颗粒的加入加速了基体合金的沉淀过程,并成为主要承载相,这是复合材料时效速率加快和保持高硬度的原因.     

莫来石短纤维增强Al—0.95Mg—0.85Si复合材料的时效行为研究

用挤压铸造方法制备Mullite/Al-0.95Mg-0.85Si复合材料。用硬度测试、差示扫描量热仪（DSC）和透射电镜（TEM）等手段,研究了莫来石短纤维增强Al-0.95Mg-0.85Si复合材料及其基体合金的时效行为。结果表明：无论是复合材料还是基体合金,它们都具有相似的时效硬化曲线及相同的析出序列;Mullite纤维的引入明显提高了基体合金的时效硬度,并一定程度地加速了Al-0.95Mg-0.85Si合金的时效硬化过程,但对低温下由空位扩散控制的SSS→GP反应无明显抑制;温度对复合材料及其基体合金时效硬化行为的影响基本一致。     

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.     

含Li的高锌Al-Zn-Mg-Cu合金的时效行为

对化学成分(质量分数，％)为Al-11.8Zn-2．9Mg-2．8Cu-1．17Li的合金分别在110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃和180℃进行人工时效，并对部分试样进行透射电镜观察。结果表明，适量Li对高合金含量的Al-Zn-Mg-Cu合金的沉淀相形核影响不大，但可抑制其长大。高的合金含量，可以使合金在时效过程中析出高密度细小的沉淀相，从而达到很高的硬度，但不能完全固溶于基体的合金元素在晶界形成粗大的第二相。     

Al-0.2Sc-0.04Zr(0.01B)合金的时效行为和导电性

研究了Al-0.2Sc0.04Zr(0.01B)合金的时效行为和导电性.发现合金最佳时效温度为330℃,最佳时效时间为189min.热挤压并不能进一步提高合金的最佳强度水平,但能大幅提高合金的伸长率;添加B虽使合金最佳时效强度水平略有降低,但能改善均匀化状态合金的低温导电性.综台结果表明,挤压态Al-0.2Sc-0.04Zr合金具有最佳的力学性能和导电性,其抗拉强度为160 MPa,20℃时导电性相当于国际标准软铜的63％.     

Al-Li合金分级时效的微观相场模拟

基于离散格点形式的微观相场动力学扩散方程，以Al-10at％Li合金为对象，对3种不同的时效工艺进行计算模拟。结果表明，对于该合金，采用137℃预时效＋190℃终时效工艺比另2种时效工艺获得的组织更均匀，颗粒更细化、弥散度更高。Al-10at％Li合金的单级时效和分级时效的沉淀相δ’（Al3Li）由失稳分解＋形核长大的混合方式形成。分级时效可以有效地提高有序相的体积分数和颗粒密度。     

Mullite/Al-4.5Cu复合材料的时效特性

选用挤压铸造法制备mullite/Al-4.5Cu复合材料，采用硬度测试（HB）、差示扫描量热（DSC）、透射电镜（TEM）等手段研究了mullite/Al-4.5Cu复合材料的时效特性。结果表明：莫来石纤维的引入明显提高了基体合金的时效硬度，加速了基体合金的时效硬化速度，对SSS→GPI反应有抑制作用，但没有改变基体合金的时效析出序列。复合材料具有和基体合金相似的时效硬化曲线。温度对两类材料时效硬化行为的影响基本一致。     

预形变和时效Al-2.73Li合金的断裂机制SCIEI

本文研究了预先冷形变对Al-2.73Li合金的机械性能和断裂行为的影响。试验结果表明,预先冷形变使合金的加工硬化率和强度提高,相应损失部分塑性。预先冷形变造成不均匀分布的胞状位错结构及晶界无沉淀带加工硬化,乃是导致塑性下降的主要原因。合金的断裂方式为沿晶和穿晶混合型。预形变后时效使沿晶断裂倾向增大。最后探讨了其断裂机制。     

含高体积分数SiC_p的Al复合材料微观组织及弯曲性能

利用无压浸渗法制备高体积分数SiC的SiC_p/Al复合材料.采用XRD和SEM对复合材料的相组成、微观组织及断口形貌进行分析,研究颗粒粒径分布和基体合金成分对复合材料抗弯性能的影响.结果表明:以Al-10Si-8Mg(质量分数,%)合金为基体制备的复合材料组织均匀,致密度好,无明显气孔缺陷;界面反应产物为Mg2Si、MgAl_2O_4和Fe,其弯曲强度高于以Al-10Si合金为基体制备的复合材料的弯曲强度;SiC_p/Al复合材料的弯曲强度随着SiC颗粒粒径的增大而减小;复合材料整体上表现出脆性断裂的特征.     

真空热压法制备2024Al/Gr/SiC复合材料的显微组织和力学性能（英文）

采用真空热压法制备了2024Al/Gr/SiC复合材料,其中SiC颗粒和鳞片状石墨(Gr)的体积分数分别为5%~10%和3%~6%。采用光学显微镜、扫描电镜、硬度和拉伸性能测试研究SiC颗粒和石墨对分别经160、175和190°C时效处理后复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明:加入SiC颗粒和石墨能明显加速第二相时效析出,但SiC颗粒对时效行为的影响比石墨大。复合材料的拉伸强度和伸长率随着SiC颗粒和石墨含量的增加而降低,石墨对伸长率的影响比SiC颗粒更大。2024Al/3Gr/10SiC复合材料在165°C时效8 h时的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为387 MPa,280.3 MPa和5.7%。2024Al/Gr/SiC复合材料的断裂机制为基体韧性断裂和复合相颗粒与基体间撕裂断裂。     

热压烧结制备SiCw/ZrB2陶瓷复合材料的研究

在烧结温度和压力为1800 ℃和30 MPa条件下热压烧结制备ZrB2-20%(体积分数, 下同)SiCw陶瓷复合材料,并研究两种不同SiC晶须对材料的显微组织与力学性能的影响.结果表明,复合材料的弯曲强度和断裂韧性与SiC晶须的长径比有关,长径比越大材料的性能越好,弯曲强度和断裂韧性最高为651 MPa和5.97 MPa·m1/2;与单相的ZrB2材料及SiC颗粒增强ZrB2复合材料相比,断裂韧性有显著提高;其主要增韧机制为裂纹偏转、晶须桥连和拔出.     

基体中Si含量对Al-Si/SiCP复合材料界面结合的影响

采用扫描电镜对SiC颗粒增强Al-7%Si(质量分数,下同)、Al-12%Si和Al-22%Si三种铝基复合材料中基体/SiC的界面结合状况进行了研究,结果表明:尽管基体合金中的Si含量不同,但复合材料的基体/SiC界面都有Si相小颗粒析出;在w(Si)=12%的共晶Al-Si合金为基体的复合材料中,SiC颗粒周围Si相小颗粒数量最多.Si相存在于SiC颗粒与铝合金基体之间,一边与基体相连,另一边与SiC增强体相连,起到了"连接桥"的作用,改善了复合材料的界面结合质量.     

Al-Cu-Mg-Ag耐热铝合金高温蠕变行为

在100-210℃和150-300 MPa的条件下,研究了Al 5.3Cu-0.8Mg-0.5Ag-0.3Mn-0.15Zr耐热铝合金的蠕变行为,探讨了时效状态对合金高温性能的影响.结果表明:在相同蠕变条件下,欠时效态合金的稳态蠕变速率远远低于峰时效态合金.在210℃/200 MPa 下,欠时效态合金的蠕变断裂时间为7...