Al_(65)Cu_(20)Cr_(15) 准晶颗粒/Al 基复合材料的摩擦学性能

首次研究了Ａｌ６５Ｃｕ２０Ｃｒ１５准晶颗粒／Ａｌ基复合材料的硬度及摩擦学性能．研究表明，该复合材料的硬度随准晶颗粒体积分数的增加而增加，最大达到１２００ＭＰａ，是纯铝的４倍．复合材料的摩擦学性能优于纯铝，当准晶颗粒体积分数为１５％～２０％时，摩擦学性能随体积分数的升高而改善，当体积分数达到２５％时，摩擦学性能有所降低．

Al-Cu-Co十次准晶颗粒增强铝基复合材料的微观组织和制备中的相转变

采用电弧炉熔炼配置成分为Al65Cu15Co20十次准晶合金锭,并以Al65Cu15Co20准晶颗粒为增强相,Al-4.5%Cu合金为基体,采用熔体机械搅拌法制备准晶颗粒增强铝基复合材料。利用XRD、SEM及EDS分析Al65Cu15Co20准晶合金及颗粒增强铝基复合材料的相成分、微观组织及各组成相的分布,并详细分析准晶颗粒加入熔体前后的形貌、相成分和结构的变化。由于准晶颗粒与熔体之间的相互扩散作用,使得准晶颗粒加入熔体后迅速失稳,其形貌则由加入前的不规则多边形状转变成块状和板条状,并发生如下相转变:D-Al62.10Cu17.46Co20.44→θ-Al79.58Cu1.10Co19.32,在随后的凝固过程中,由于"界面推移效应"使得θ相沿晶界处均匀分布。

粉末热压法制备Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶颗粒/7075复合材料

采用粉末热压的方法制备了(Al63Cu25Fe12)p/A7075复合材料,颗粒均匀分布在复合材料中。准晶面清晰,颗粒内部反应轻微,经过挤压后复合材料的基体组织呈现出一定的流向分布。时效后有T(AlZnMgCu)沿着基体α(Al)晶界析出。与非连续陶瓷增强金属基复合材料相比,(Al63Cu25Fe12)p/A7075复合材料的时效行为有两个显著特点:一是复合材料在时效6小时达到硬度峰值,基体时效12小时达到峰值;二是复合材料的硬化速率和峰值均高于基体材料。

Al_(72)Ni_(12)Co_(16)准晶颗粒增强Al基复合材料制备中的相转变

以Al-11wt%Mg合金为基体,十面体准晶相Al72Ni12Co16为增强颗粒,通过机械搅拌的方法制备Al72Ni12Co16/Al-11wt%Mg复合材料。采用扫描电镜和能谱分析研究了该复合材料的微观组织及成分,并研究了该复合材料在制备过程中的相转变。实验发现:Al72Ni12Co16颗粒在加入到Al-11wt%Mg基体中后发生破碎和钝化,由于颗粒推移效应而均匀分布于晶界处。颗粒和基体间的原子相互扩散,导致颗粒发生如下相转变:D-Al72Ni12Co16→θ-Al80Ni4.5Co15.5,同时在凝固过程中有β-A13Ni相析出。

Al_(65)Cu_(20)Fe_(15)准晶颗粒/Al基复合材料在热压过程中的组织变化

利用透射电子显微镜(TEM)、电子探针、X射线衍射仪等微观分析技术,研究了Al65Cu20Fe15准晶颗粒 Al基复合材料在不同热压工艺条件下的显微组织结构,以探明组织结构的变化对该新型复合材料性能的影响.结果表明,在热压扩散相变过程中,随热压温度的升高,准晶相中首先产生大量的微畴缺陷,某些方向上原子呈周期性排列,最后,转变为ω Al7Cu2Fe晶体相.热压时间和颗粒体积分数对颗粒的组织结构影响不明显.颗粒中的Cu原子扩散到基体中,结果在纯Al基体中析出θ′和θ Al2Cu相.

热处理对Al_(65)Cu_(20)Cr_(15)准晶颗粒增强铝基复合材料磨损性能的影响

研究了热压状态及热处理后Al65Cu20Cr15准晶颗粒增强Al基复合材料在干摩擦时的耐磨性和磨损机制.研究表明,时效时间越长该复合材料的耐磨性越好;退火处理条件下复合材料的耐磨性最好.在干摩擦条件下,该复合材料的磨损机制是以磨粒磨损为主,伴有粘着磨损和氧化磨损.

准晶增强Al-11%Mg复合材料的组织和性能

以Al-11%Mg合金为基体,十面体准晶相Al72Ni12Co16为增强颗粒,通过机械搅拌的方法制备了Al72Ni12Co16/Al-11%Mg复合材料。采用扫描电镜和能谱分析研究了Al72Ni12Co16/Al-11%Mg复合材料的微观组织和成分,并测试了其拉伸性能和硬度。试验结果表明:Al72Ni12Co16颗粒在加入到Al-11%Mg基体中后发生破碎和钝化,颗粒沿晶界处均匀分布。由于原子间的相互扩散,颗粒由Al72Ni12Co16转变为Al9Co(2Ni),同时在凝固过程中伴随有Al3Ni相析出。加入15%Al72Ni12Co16颗粒后,Al-11%Mg合金的抗拉强度σb、弹性模量E和维氏硬度HV分别提高了38.5%、27.1%和58.7%,但伸长率降低。

压力铸造(Al_(63)Cu_(25)Fe_(12))_p/AZ91复合材料的研究

在CO2/SF6气氛保护下,采用压铸的方法将小于74μm的Al63Cu25Fe12准晶粉末注入到熔融的AZ91镁合金中,在720℃和一定的压力下保压30min,制备了新型的体积分数为10%的(Al63Cu25Fe12)p/AZ91镁基复合材料。采用扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDAX)分析了复合材料中准晶颗粒与基体金属之间的反应,并且研究了复合材料不同于基体材料的热处理工艺过程和性能的关系。结果表明,在复合过程中,准晶I相出现了分解,分解出的自由Cu向基体扩散并与基体中的Al发生了反应,生成的金属间化合物分布在准晶颗粒的周围,同时Mg向颗粒中浸渗,填充到颗粒的孔隙中;复合材料具有不同于基体镁合金的固溶时效特征,需要更长的时间才能达到时效峰值;复合材料经过热挤压和热处理后的力学性能显著提高,抗拉强度从AZ91铸态材料的189.54MPa提高到359.38MPa,但塑性有所降低。

粉末热压新型(Al_(63)Cu_(25)Fe_(12))p/Mg复合材料的研究

采用粉末热压方法,制备了新型(Al63Cu25Fe12)p/Mg复合材料,Al63Cu25Fe12准晶颗粒均匀分散在复合材料中,而且与基体金属的结合良好,反应轻微,只在颗粒的边沿部分存在约5μm的反应层。粉末热压复合过程中的较低温度限制或减缓了准晶颗粒与基体金属之间的反应,反应层的反应产物除了准晶类似相Al13Fe4外,还存在一定的MgAl2O4氧化物。与纯Mg相比,除塑性外的其它力学性能指标均有很大提高,特别是含10%准晶颗粒的复合材料,其屈服强度显著提高到193·28MPa。

压铸(Al_(63)Cu_(25)Fe_(12))_p/AZ91复合材料的组织、性能和热处理特征

在CO_2/SF_6气氛保护下,采用压铸的方法将-200目的Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶粉末注入到熔融的AZ91镁合金中,于720℃和一定的压力下保压30min,制备了新型的(Al_(63)Cu_(25)Fe_(12))_p/AZ91镁基复合材料。结果表明,在复合过程中,准晶相分解出的自由Cu向基体扩散并与基体中的Al发生反应,生成的金属间化合物分布在准晶颗粒周围,同时Mg向颗粒中浸渗填充到颗粒的孔隙中;复合材料具有不同于基体镁合金的固溶时效特征,需要更长的时间才能达到时效峰值;复合材料经过热挤压和热处理后的力学性能显著提高,抗拉强度从AZ91铸态材料的189.54MPa提高到359.38MPa,但塑性有所降低。