原位形成Al3Ti颗粒对SiCp／2024Al复合材料性能及微观结构的影响

本文采用粉末冶金法制制备了含Ｔｉ的ＳｉＣｐ／２０２４Ａｌ复合材料。研究表明，在复合材料制备工艺条件下，部分Ｔｉ与Ａｌ反应形成了Ａｌ３Ｔｉ，粗大的Ａｌ３Ｔｉ／Ｔｉ复合颗粒的存在降低了复合材料的室温拉伸强度和塑性，但可以提高屈服强度和弹性模量。     

SiCw／Al—Li复合材料的热处理强化效应

本文系统地探讨了热处理工艺对ＳｉＣｗ／Ａｌ－Ｌｉ复合材料的时效强化特性的影响。研究表明，ＳｉＣ晶须的加入显著加速了Ａｌ－Ｌｉ合金的时效析出过程，在１９０℃时效条件下，ＳｉＣｗ／Ａｌ－Ｌｉ复合材料在６ｈ就已达到峰值时效，提高固溶温度可以增加复合材料的峰值时效硬度，而增加固溶时间对峰值硬度无明显的影响。     

SiC晶须增强硬Al合金复合材料的界面析出及其对性能的影响

本文对粉末冶金法制备的SiC晶须增强2124Al和2024Al两种复合材料进行了拉伸试验和断口观察,TEM和HREM证实在SiC_w/2024Al界面处存在链状不连续分布的θ(Al_2Cu)沉淀相,这种沉淀相降低了复合材料的室温强化效果,并对其塑性产生不利的影响。     

添加Sc对7055铝合金微观结构和力学性能的影响

研究了添加Sc元素对7055铝合金铸造、均匀化处理、轧制和固溶时效过程的微观结构演化以及力学性能的影响。结果表明,向7055溶液中添加质量分数为0.25%的Sc导致在铸造过程中形成初生Al3(Sc,Zr)相。这个相能促使合金发生非均质形核,显著细化合金的铸造组织。在7055-Sc铝合金的均匀化处理过程中析出高密度纳米Al3(Sc,Zr)相,不但能抑制晶粒粗化,而且在后期轧制变形和固溶时效处理过程中还起钉扎晶界、抑制回复与再结晶、保留纤维组织的作用。与7055铝合金相比,7055-Sc铝合金的晶粒尺寸更小,因此具有更有效的细晶强化效应。添加Sc的时效处理态7055铝合金的最大抗拉强度和显微硬度,分别提高到642 MPa和218 HV。     

SiCp/Al-Li复合材料的微观结构性能、及断裂特征

本文对粉末冶金法制备的SiCp/Al-Li复合材料进行了不同温度的拉伸试验和透射电镜分析,结果表明,该复合材料具有高的室温强度和低的延伸率。在复合材料基体晶界和SiC颗粒界面处均存在一定宽度的无沉淀带。微裂纹常在基体晶界和SiC颗粒界面处形成。复合材料的断裂形貌为韧窝加沿晶断裂。      

反应物形态对原位生长陶瓷粒子增强铝基复合材料微观结构和拉伸性能的影响

对Ｔｉ－Ａｌ－Ｂ,ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｂ和ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｂ２Ｏ３三个体系利用反应热压方法制备了原位ＴｉＢ２粒子增强Ａｌ（ＴｉＢ２／Ａｌ）和原位Ａｌ２Ｏ３,ＴｉＢ２粒子增强Ａｌ（Ａｌ２Ｏ３·ＴｉＢ２／Ａｌ）复合材料．Ｔｉ－Ａｌ－Ｂ体系中形成的ＴｉＢ２为最大尺寸可达５μｍ的具有一定长宽比的块状或棒状粒子,此外还有一定量尺寸可达几十微米的不规则块状Ａｌ３Ｔｉ生成．ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｂ体系中形成小于２μｍ等轴的Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＢ２粒子,基本没有Ａｌ３Ｔｉ生成．ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｂ２Ｏ３体系中除细小等轴状的Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＢ２粒子外,还生成尺寸为几十微米的条状Ａｌ３Ｔｉ．拉伸试验表明,由ＴｉＯ２－Ａｌ－Ｂ体系制备的复合材料具有最高的强度和塑性．对三个体系所制备复合材料差异的微观结构和性能做出了解释．     

高能球磨结合粉末冶金法制备碳纳米管增强7055Al复合材料的微观组织和力学性能

采用高能球磨结合粉末冶金工艺制备了碳纳米管(CNT)含量(体积分数)分别为0、1%和3%的CNT/7055Al复合材料。采用OM、SEM、TEM以及拉伸实验等方法研究了CNT/7055Al复合材料的CNT分布、晶粒结构、近界面结构及力学性能,分析了复合材料的强化机制和各向异性。结果表明,CNT/7055Al复合材料为无CNT的粗晶区与富集CNT的超细晶区组成的双模态晶粒结构;CNT在Al基体的超细晶区中分散良好,CNT-Al界面干净清洁,界面反应产物少;3%CNT/7055Al复合材料沿挤压方向的抗拉强度达到816 MPa,但延伸率仅为0.5%。细晶强化和Orowan强化是CNT/7055Al复合材料主要的强化机制。由于CNT沿不同方向的增强效率不同以及粗晶条带组织的存在,复合材料表现出比基体合金更强烈的各向异性,在垂直挤压方向的拉伸性能要弱于沿挤压方向的拉伸性能。     

31％B4Cp/6061Al复合材料的热变形及加工图的研究

采用Gleeble-3800热模拟试验机对粉末冶金法制备的31%B_4Cp/6061Al(体积分数)复合材料进行热压缩行为研究,实验温度和应变速率分别为375～525℃和0.001～10 s~(-1)。基于改进的动态材料模型(MDMM)建立了功率耗散率图和热加工图,确定了热加工的稳定区和失稳区,分析了热压缩过程中的微观组织变化。结果表明,31%B_4Cp/6061Al复合材料的变形温度和应变速率对流变应力的影响十分显著,流变应力随变形温度的降低或应变速率的升高而增加。确定了31%B_4Cp/6061Al复合材料的最优热加工参数所对应的变形温度和应变速率分别为480～525℃和0.01～0.04 s~(-1)。加工失稳区主要集中在低温高应变速率区域,并且该区域随应变的增大而增大。热压过程中应变、温度和应变速率对显微组织的变化都有显著影响,应变越大,则晶粒变形越严重,随着变形温度的升高或应变速率的降低,基体内动态再结晶晶粒尺寸明显增大。     

固溶处理对7B04-O铝合金搅拌摩擦焊接接头微观组织与力学性能的影响

对航空用3 mm厚的带有包铝层的7B04-O铝合金板材进行搅拌摩擦焊接(Friction stir welding,FSW),研究固溶处理对搅拌摩擦焊接接头的微观组织和力学性能的影响。结果表明,当转速为800 r/min、焊接速度为200 mm/min、焊接工具轴肩直径为12 mm时,可得到表面美观、致密无缺陷的搅拌摩擦焊接接头。焊核区发生动态再结晶,形成细小的等轴晶。经固溶处理后,焊核的上部及底部晶粒都发生了异常长大,而中部区域晶粒仍然为细小的等轴晶组织。焊态接头的拉伸试样断裂在母材位置,抗拉强度达到199 MPa,与退火态母材抗拉强度相当,断后伸长率达到12%。在新淬火状态下,接头的抗拉强度为310 MPa,为相同热处理母材的91.4%,断后伸长率为11.2%,试样断裂在焊核区,呈不完全的韧性断裂。     

高性能铝基复合材料的设计与加工技术

从铝基复合材料微观结构特征与性能关系角度,回顾了承载结构用典型铝基复合材料在体系设计、制备与成型加工研究方面的成果与进展,同时简要介绍了近期铝基复合材料为实现性能突破所开展的研究探索,最后根据铝基复合材料的发展历程与现有研究的特点对铝基复合材料今后的研究应用进行了展望。