SiC颗粒增强镁基复合材料的制备与组织性能研究

目的研究SiC体积分数对复合材料显微形貌、物相组成、拉伸性能、磨损性能和腐蚀性能的影响。方法采用粉末冶金法制备SiCp/AS81复合材料,采用相关仪器设备对不同SiC体积分数的SiCp/AS81复合材料的显微形貌进行观察,对物相组成和组织性能进行分析。结果随着SiC体积分数的增加,SiC增强镁基复合材料的平均晶粒尺寸逐渐减小。0.25%(体积分数,下同)–SiCp/AS81和0.50%–SiCp/AS81复合材料中的Si元素分布较为均匀,而在1.0%–SiCp/AS81复合材料中可见较多的Si元素团聚。随着SiC体积分数的增加,复合材料的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率先增大后减小,均在SiC体积分数为0.50%时取得最大值。在5~30 N载荷下,0.50%–SiCp/AS81复合材料的耐磨性能要优于AS81复合材料的耐磨性能。复合材料按耐腐蚀性能从高至低顺序排列如下:0.50%–SiCp/AS81>0.25%–SiCp/AS81>AS81>1.0%–SiCp/AS81。结论0.50%–SiCp/AS81复合材料具有最好的综合性能,这主要与该复合材料中晶粒较为细小、均匀,以及材料缺陷较少、致密性较高等有关。

预氧化温度对纳米SiC颗粒增强镁基复合材料组织及性能的影响

目的研究预氧化处理对纳米SiC颗粒增强的SiCp/AS81(Mg−8Al−Sn)复合材料显微组织和力学性能的影响,分析其作用机理,最终得到适宜的SiC预氧化温度。方法采用粉末冶金法制备纳米SiC颗粒增强的SiCp/AS81(Mg−8Al−Sn)复合材料,采用相关仪器设备,对不同温度预氧化处理后的SiC颗粒、AS81和0.50%−SiCp/AS81复合材料物相进行分析,观察其显微组织,并对相关力学性能进行测试。结果当对SiC颗粒进行不同温度预氧化处理后,SiC颗粒逐渐钝化,并在预氧化温度达到785℃及以上时,SiC外表层逐渐被SiO2包覆且在985℃时完成完全包覆;AS81复合材料和不同温度预氧化处理的0.5%−SiCp/AS81复合材料的物相组成都主要为Mg和Mg17Al12,785℃及以上温度预氧化处理后的0.5%−SiCp/AS81复合材料中的Si元素都呈均匀分布;0.5%−SiCp/AS81复合材料的硬度、屈服强度、抗拉强度和断后伸长率都高于AS81复合材料,且随着预氧化温度的升高,0.5%−SiCp/AS81复合材料的显微硬度、抗拉强度和屈服强度先增大后减小,在预氧化温度为885℃时取得最大值。结论预氧化温度为885℃时,SiC颗粒外包覆的SiO2可以增强与AS81的界面结合力,有助于提升0.5%−SiCp/AS81复合材料的强塑性,0.5%−SiCp/AS81复合材料适宜的SiC预氧化温度为885℃。