SiC_(p)/2024Al复合材料板材的显微组织、力学性能及加工硬化行为

采用超声波辅助半固态搅拌铸造工艺制备SiC_(p)/2024Al复合材料,对其进行两步热变形(挤压和轧制),得到厚度为1 mm的SiC_(p)/2024Al复合材料板材,研究SiC_(p)含量对显微组织和力学性能的影响。结果表明:轧制态2024铝合金由带状晶粒和大块CuAl_2相组成;因SiC_(p)对铝基体动态再结晶形核的促进作用,致使2024铝基体晶粒尺寸显著细化;随着SiC_(p)体积分数的增加,其宏观分布更加均匀;两步变形导致SiC_(p)与CuAl_2相的破碎,破碎程度随SiC_(p)体积分数增大而增大,当SiC_(p)体积分数为15%时,SiC_(p)尺寸降至约4.9μm;随SiC_(p)体积分数的增加,屈服强度逐渐增大,当SiC_(p)体积分数为10%时,SiC_(p)/2024Al复合材料的综合力学性能最为优异,其屈服强度、极限抗拉强度和断后伸长率分别达到305、490 MPa和8%;随着SiC_(p)体积分数的增加,SiC_(p)/2024Al复合材料的热膨胀系数降低,弹性模量提高,当SiC_(p)体积分数为15%时,弹性模量可达96 GPa,相较于2024铝合金,提高了37.1%。