SiC_p/2024铝合金复合材料粉末混合半固态挤压法制备

研究了SiCp/ 2 0 2 4铝合金复合材料的粉末混合 半固态挤压成形工艺及所制备材料的组织和界面特征。不同温度下半固态挤压的挤压力与位移曲线表明 ,半固态挤压过程的成形力低且稳定。SEM和TEM电镜观察结果表明 ,该工艺可以获得增强颗粒分布均匀、基体组织致密、界面结合良好且无界面反应的复合材料型材。分析了半固态挤压后复合材料的力学性能 ,结果表明 :与基体合金相比 ,复合材料的弹性模量、屈服强度、抗拉强度均有很大提高 ;与其它工艺生产的该复合材料相比 ,所制备的复合材料的塑性相对较高。

SiC粒径对SiC_p/2024铝合金复合材料显微组织和力学性能的影响

采用热等静压和热挤压工艺制备单一粒径(50,25,15,10μm)和混合粒径(10μm+25μm)SiCp/2024铝合金复合材料,并进行T4处理,研究了SiC粒径对复合材料显微组织和力学性能的影响;对性能最优的复合材料进行T6处理,研究了其组织和力学性能的变化。结果表明:添加单一粒径SiC时,随着粒径的减小,SiC颗粒在基体中的分布更加均匀,复合材料的抗拉强度增大,屈服强度、弹性模量、断后伸长率和布氏硬度变化不大;添加混合粒径SiC时,小粒径SiC会分布在大粒径颗粒周围,导致组织均匀性下降;混合粒径复合材料的抗拉强度介于对应单一粒径复合材料的之间,屈服强度略高于相应单一粒径复合材料的;粒径10μmSiCp/2024铝合金复合材料的性能较佳,再经T6处理后,其抗拉强度、屈服强度和布氏硬度进一步提高。

真空热压法制备SiC_p/6061铝合金复合材料的组织和性能研究

采用真空热压烧结法制备SiC颗粒体积分数为25%、30%、35%的SiC_p/6061铝合金复合材料。利用扫描电镜和透射电镜观察复合材料的显微组织,检测复合材料的物理和力学性能。结果表明:随着SiC含量增多,复合材料致密度降低,SiC颗粒在基体中分布越来越不均匀;复合材料的抗拉强度受SiC含量影响成非线性关系先增加后降低的变化。铝合金基体与增强体之间的界面结合情况较好。

特殊对接形式下SiC_P/Al复合材料与铝合金搅拌摩擦焊的组织与力学性能

采用搅拌摩擦焊,对特殊对接形式下比分为55%(体积分数)的Si CP/Al复合材料与2024铝合金进行了异种材料焊接,研究了焊缝的组织特征及力学性能特点.结果表明,轴肩影响区的前进侧存在大量细小的Si C颗粒,其分布呈带状;WNZ1的组织沿焊缝厚度方向上存在变化;WNZ2下部被Si C颗粒包围的铝合金晶粒尺寸有长大趋势;结合线处搅拌工具脱落颗粒会影响材料的结合.在旋转速度为750 r/min时,获得了较高的焊缝强度,为复合材料母材强度的83.1%,接头的断裂机制为复合材料基体自身的断裂及其与Si C颗粒的脱粘.

SiC_p/2024与2219铝合金电子束焊接

分别采用电子束对中焊、偏束焊技术,研究了Si C颗粒增强铝基复合材料Si Cp/2024与2219铝合金的接头组织及力学性能.结果表明,对中焊时接头易出现Si C增强相的偏聚,同时发生严重的界面反应,生成大量脆性相Al4C3,接头抗拉强度最高为104 MPa.采用偏束焊工艺可以很好地抑制界面反应,通常只在焊缝上部与Si Cp/Al热影响区上部生成少量脆性相Al4C3,接头抗拉强度最高可达131 MPa.试件均断裂在母材界面反应层上,且为明显的脆性断裂.不同工艺下接头横截面硬度分布存在突变区,该区域在Si Cp/2024熔合区附近,该处脆性相Al4C3的生成导致硬度升高.

颗粒增强2024Al复合材料的微屈服性能研究

为了明确亚微米颗粒增强铝基复合材料微塑性变形行为的规律和机制,利用微屈服强度测试和透射电镜分析,研究了亚微米级Al2O3颗粒增强2024Al复合材料的微屈服性能及尺寸稳定化热处理工艺对微屈服性能的影响.研究结果表明:复合材料的显微组织在稳定化热处理前后均呈现位错稀少的特点,有助于材料微屈服强度的提高;复合材料中尺寸细小,密集分布的S′相和亚微米颗粒本身对位错运动的有效阻碍也能改善材料的微屈服强度;时效后采用不同的冷热循环处理工艺,使得复合材料基体中S′相的尺寸和分布都发生一定的改变,进而呈现出不同的微屈服性能.

二次挤压对SiC_p/2009Al复合材料微观结构和力学性能的影响

对粉末冶金法制备的20%SiCp/2009Al(体积分数)复合材料进行了一次挤压和二次挤压,对2种挤压棒材微观结构的观察表明,相对于热压复合材料,挤压可以减少SiC_p团聚;而二次挤压可进一步细化SiC_p,使SiC_p沿挤压方向定向分布,增大SiC_p的长径比,但对基体合金晶粒尺寸和〈111〉织构影响不大.此外,二次挤压使SiC_p沿挤压方向的平均间距进一步增大,更易于产生近似垂直于挤压方向的贫SiC_p层,导致复合材料屈服和抗拉强度下降而延伸率增加.

小型履带变轨吊装车用碳纤维复材制备工艺优化

为了提升小型履带变轨吊装搬运车用碳纤维复合材料的力学性能,采用不同的阳极氧化工艺对2024铝合金进行了预处理,对比分析了不同阳极氧化工艺下碳纤维复合材料的力学性能。结果表明,弯曲强度从高至低顺序为阳极氧化工艺D、阳极氧化工艺C、阳极氧化工艺B、阳极氧化工艺A;剪切强度从高至低顺序为阳极氧化工艺C、阳极氧化工艺B、阳极氧化工艺D、阳极氧化工艺A;冲击强度从高至低顺序为阳极氧化工艺C、阳极氧化工艺D、阳极氧化工艺B、阳极氧化工艺A。适宜的工艺为阳极氧化工艺C,此时铝合金表面氧化孔均匀、孔径适宜。

超声对纳米SiC_p增强A356铝基复合材料微观组织的影响

采用固液混合铸造工艺制备了纳米SiC_p含量为2%的增强A356复合材料,研究了超声处理对复合材料中α-Al相和共晶Si的细化效果,以及纳米颗粒在此过程中的作用。结果表明,随着超声时间延长,α-Al相的二次枝晶间距和共晶Si的尺寸明显减小。当超声时间为3min时,α-Al的二次枝晶间距为8.1μm,较未进行超声处理的复合材料下降了49%;共晶Si的当量直径和长宽比分别是0.92μm和2.33,较未进行超声处理的复合材料分别下降了42%和32%。超声处理可以通过调控纳米SiC_p的分布来影响纳米SiC_p对α-Al与共晶Si相的细化效果。