SiCP／AZ61镁基复合材料局部重熔的组织演变

研究了SiCP/AZ61镁基复合材料在局部重熔中的组织演变及其影响因素。结果表明,SiCP/AZ61镁基复合材料局部重熔最佳工艺参数为,加热温度595℃~600℃、保温时间30min^60min。与AZ61基体合金相比,复合材料在局部重熔时的初始分离速率明显较慢;SiCP/AZ61镁基复合材料在重熔过程中具有较高的稳定性,即随温度的提高和保温时间的延长,获得的半固态触变组织更细小。当局部重熔加热温度高于610℃时,复合材料坯料组织易发生严重变形并出现流淌现象,使得重熔试验无法进行。

时效处理对SiC_p/AZ61镁基复合材料显微组织和力学性能的影响

对超声法制备的SiCp/AZ61镁基复合材料进行时效研究,结果表明:在时效过程中析出的第二相经XRD分析为Mg17Al12,且第二相的脱溶方式为连续脱溶与不连续脱溶两种方式同时存在,与基体相比,SiCp/AZ61镁基复合材料在时效时的孕育期要长,且在过时效期显微硬度下降要慢。试样经420℃固溶10 h后,硬度值为66.5 HV,再经250℃时效,最佳的时效时间为10 h,硬度达到81.5 HV,与基体相比,硬度提高54%。

热处理对搅拌铸造Ti_(p)/AZ91 D镁基复合材料组织与力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射和显微硬度及室温拉伸力学性能测试等方法,分析研究了固溶、时效热处理对搅拌铸造Ti_(p)/AZ91D复合材料(体积分数4.0%,平均粒径6.5μm)的微观组织和力学性能的影响规律。结果表明,400℃固溶热处理时,Tip/AZ91D复合材料的固溶时间为2 h,比基体AZ91D合金缩短8 h,原因是复合材料组织中的共晶β-Mg17Al12相比基体合金中的较细小、弥散,更快溶解进入α-Mg基体相。在168℃时效热处理时,复合材料中的Ti颗粒界面促进β相析出,使其峰值时效时间只需16 h,比基体合金缩短一半。经过固溶时效热处理后,复合材料的屈服强度和抗拉强度分别达到150 MPa和217 MPa,比基体合金均有所提高。

SiC_p/AZ61镁基复合材料制备工艺的优化

采用半固态搅拌法制备了SiCp/AZ61镁基复合材料。利用正交试验法研究了SiC颗粒加入量、搅拌温度、搅拌时间等关键工艺参数对SiCp/AZ61镁基复合材料力学性能的影响。结果表明,SiC颗粒加入量对复合材料的力学性能有着显著的影响,其次是搅拌时间和搅拌温度。在试验条件下,SiCp/AZ61镁基复合材料的半固态搅拌工艺方案可优化为:SiC颗粒加入量为6%,搅拌温度为595℃,搅拌时间为5 min。断口分析显示,增强颗粒加入量为6%的SiCp镁基复合材料室温断口形貌呈脆性断裂特征。

SiC_P尺寸对AZ61镁基复合材料组织和性能的影响

采用高能超声法制备SiCP增强AZ61镁基复合材料。结果表明,高能超声能够使纳米级陶瓷颗粒在镁合金熔体中有效分散,所制备的复合材料抗拉强度和屈服强度等力学性能比基体有所提高。其中所用SiC颗粒粒径为100nm、5μm和20μm,在1%的添加量下复合材料可以获得较好的性能,其抗拉强度分别为321、276和260MPa,伸长率分别为13.8%、12.6%和10.6%。

反复塑性变形对SiCp／AZ31镁基复合材料组织和性能的影响

采用反复塑性变形(RPW)技术,结合挤压工艺制备出SiC颗粒增强AZ31镁基复合材料,研究了循环次数(RPW次数)对SiCp/AZ31镁基复合材料显微组织和性能的影响。结果表明,反复塑性变形具有明显的AZ31基体晶粒细化、SiCp细化和分散作用,能显著提高SiCp/AZ31复合材料的抗拉强度和硬度,并改善其塑性。在SiCp的体积分数为4%时,经RPW为300次的热挤压后,AZ31基体晶粒粒径达到最小值20μm,SiCp被粉碎成3μm以下的微粒,且弥散分布于合金基体中,复合材料的室温抗拉强度和硬度(HV)达到或接近最大值,分别为359MPa和107。

纳米SiC_P/AZ61镁基复合材料的时效行为研究

采用箱式热处理炉、显微硬度计、SEM电镜、能谱分析仪,对纳米SiCP/AZ61镁基复合材料的时效行为进行分析,结果表明,复合材料在时效初期,未观察到不连续析出相在晶界析出,却观察到Mg17Al12比较分散的从基体中析出;随着时效温度的提高,SiCP/AZ61复合材料或AZ61合金到达时效峰值所需的时间减少;在同一温度下,SiCP/AZ61复合材料要比基体合金的时效速度快,但时效的效果比基体合金差;且在同一温度下,SiCP/AZ61复合材料的硬度值要比基体合金的硬度值高,主要是因为采用了高能超声法,使纳米SiC颗粒均匀地分布在基体中。

SiC_p尺寸对AZ91D镁基复合材料显微组织和力学性能的影响

采用搅拌铸造法制备了不同尺寸的SiCP增强AZ91D镁基复合材料,并对其显微组织和力学性能进行了研究。结果表明,当SiCp加入量为2%,SiC颗粒尺寸为0.5μm时,SiCp/AZ91D镁基复合材料晶粒细小,分布均匀。复合材料的抗拉强度达到150.6 MPa,与AZ91D基体相比提高了57.6%,但伸长率有所降低。

流变成形压力对Al_2Y/AZ91镁基复合材料摩擦磨损行为的影响

采用销盘式摩擦副,在转速为100 r/min干摩擦条件下,结合OM、SEM结果,考察了不同载荷与成形压力对流变成形Al2Y/AZ91镁基复合材料(质量分数2%Y)摩擦磨损性能的影响,并探究耐磨性与材料显微组织、力学性能之间的关系.研究表明:在相同的实验载荷下,随着制备复合材料流变成形压力的增加,材料的磨损质量和摩擦系数减少,本实验条件下最大成形压力为100 MPa时磨损量和摩擦系数最小,摩擦磨损性能较佳;对于在相同成形压力下制备的镁基复合材料,磨损质量随着载荷的提升而增大,而摩擦系数有所降低.当载荷较小时,Al2Y/AZ91镁基复合材料的磨损机制以磨粒磨损为主;随着载荷的增大,磨损机制逐步发生转变;当载荷较大时,磨损机制以剥层磨损为主.

热处理对SiC颗粒增强AZ81镁基复合材料组织、压缩强度及耐磨性的影响

研究了不同热处理工艺对SiCp/AZ81镁基复合材料组织、压缩性能及耐磨性的影响。结果表明,热处理能提高SiCp/AZ81镁基复合材料的耐磨性,其中固溶处理的效果最佳,与铸态的相比较,耐磨性可提高51.8%;时效处理及固溶+时效处理可提高SiCp/AZ81镁基复合材料压缩屈服强度,尤其是时效处理后达到238.7MPa;热处理过程改变β-Mg17Al12相的分布及形状是改善材料耐磨性和压缩屈服强度的主要原因。

Al_2O_3-SiO_2/AZ91D镁基复合材料制备及界面反应机理研究

采用硅酸铝纤维和镁合金制备出结构紧密的Al2O3-SiO2/AZ91D镁基复合材料。介绍了复合材料的制备工艺,适宜的挤压铸造工艺为预制体温度650℃、模具温度550℃、浇注温度760℃和30～50MPa压力。XRD、SEM、EDS和光学金相显微镜OM等分析结果表明,复合材料主要由Mg、β-Mg17Al12、MgO、AlPO4、3Al2O3·2SiO2和Mg2Si等结晶相组成;镁与硅酸铝纤维反应生成MgO和汉字状Mg2Si等产物;基体镁与硅酸铝纤维的界面形成较紧密的结合层。

Al_2O_3-SiO_2/AZ91D镁基复合材料的制备及其性能研究

采用硅酸铝纤维和镁合金制备出结构紧密的Al_2O_3-SiO_2/AZ91D镁基复合材料。适宜的挤压铸造工艺为:预制体温度650℃、模具温度550℃、浇注温度760℃和压力30～50 MPa。XRD、SEM、EDS和OM等分析结果表明,复合材料主要由Mg、β-Mg_(17)Al_(12)、MgO、AlPO_4、3Al_2O_3·2SiO_2和Mg_2Si等结晶相组成;镁与硅酸铝纤维反应生成MgO和汉字状Mg_2Si等产物;基体镁与硅酸铝纤维的界面形成比较紧密的结合层。与镁合金相比,复合材料的硬度和油摩擦性能有较大提高。

SiC颗粒增强AZ81镁合金基复合材料

采用熔体搅拌法制备SiC颗粒增强AZ81镁合金基复合材料,并对其摩擦磨损性能进行研究。应用熔体搅拌法制备的SiCp/AZ81镁合金基复合材料具有SiC颗粒分布均匀、与基体结合紧密的特点;10μmSiCp/AZ81复合材料的抗拉性能较好,且加入SiC颗粒可使AZ81镁合金复合材料的耐磨性提高15.4%～18.3%。

SiCp/ZC71镁基复合材料激光焊焊接接头的组织和性能

采用Nd∶YAG激光器对SiCp/ZC71镁基复合材料进行焊接,研究了两种不同焊接工艺条件下激光焊接接头的微观组织和力学性能。结果表明:在两种焊接工艺下,SiCp/ZC71镁基复合材料都获得了较好的形貌,焊缝完全焊透;焊接接头区域SiC颗粒分布均匀,白色的镁的金属间化合物消失了,没有明显的热影响区;焊接接头的抗拉强度相对母材低,显微硬度高于母材,断裂发生在焊缝区域。

具有网络互穿结构TiC／AZ91D镁基复合材料的一种合成方法

介绍一种新的低成本合成具有网络互穿结构TiC/ AZ91D镁基复合材料的方法——原位反应渗透法。该方法中, TiC陶瓷增强相由元素粉末Ti和C间原位反应直接合成,无需添加第三相金属粉末,仅在原位反应发生的同时熔融基体镁合金由毛细管力作用渗入(Tip+Cp)顸制块内部构成致密的具有网络互穿结构的TiC/AZ91D镁基复合材料。实验结果和理论计算表明:(1)通过精确控制(Tip+Cp)预制块的致密度,考虑原位反应发生前后形成的TiC本征体积变化,即可获得具有不同TiC陶瓷含量的网络互穿结构镁基复合材料;(2)原位合成的TiC陶瓷是一可变化学剂量比的化合物,其晶格常敷随反应条件而变化,主要取决于反应条件和原始元素粉末的足寸。

Al_2O_(3sf)/AZ91D-Y镁基复合材料二次重熔及等温压缩研究

为了推动半固态加工在镁基复合材料成形中的应用,采用液态浸渗法制备出体积分数为10%的Al2O3sf/AZ91D-Y镁基复合材料,并采用等径道角挤压对镁基复合材料进行了形变诱导。再对镁基复合材料进行了二次重熔,并采用等温压缩实验对镁基复合材料在半固态下的力学性能进行了研究。研究表明:在550℃和560℃时延长保温时间有利于组织的球化,在560℃比550℃时,更加能促进晶粒的结晶球化;在相同的应变速率下,压缩变形时的峰值应力随着加热温度升高而降低;在相同的加热温度下,应变速率越大,峰值应力越大。

热挤压法制备双尺寸Al_2O_3/AZ31镁基复合材料的组织与性能

采用热挤压法制备了双尺寸Al_2O_3颗粒增强AZ31镁基复合材料,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、维氏硬度仪和电子万能拉伸试验机等研究了Al_2O_3/AZ31镁基复合材料的组织和力学性能。结果表明:经过热挤压后,双尺寸Al_2O_3颗粒均匀地分布在AZ31基体中,通过纳米颗粒对基体位错运动的钉扎作用和微米颗粒对晶粒长大的抑制作用,使复合材料的晶粒被显著细化。相比于单一尺寸,当添加双尺寸Al_2O_3颗粒时,复合材料的力学性能达到最大值,其硬度、抗拉强度和伸长率分别为85 HV、295 MPa和6.8%。

SiC增强镁基复合材料的研究与应用

综述了Si C增强镁基复合材料的研究概况,介绍了微米级Si C、纳米级Si C、Si C晶须增强镁基复合材料的制备及性能,研究了采用搅拌铸造法、粉末冶金法、挤压铸造法和喷射沉积法制备Si C增强复合材料的性能,介绍了Si C增强镁基复合材料在军事上和汽车工业上及作为功能材料的应用,并结合镁基复合材料研究的现状对其未来发展趋势进行了展望。

SiC_p增强镁基复合材料微区应力场的仿真模拟

采用有限元方法仿真模拟了SiC颗粒(SiCp)增强镁基复合材料中实际形状的增强体周围的微区应力场.结果表明,不同形状的增强体颗粒附近的微区应力场差异很大,个别颗粒会在低应力下失效.当增强体的体积分数较少时,每个增强体的微区应力场受其它增强体影响不大,近似给出单个增强体的形状就可以仿真模拟增强体附近的微区应力场.利用粉末冶金法制备了颗粒增强镁基复合材料,观察其拉伸断口,并利用有限元方法进行仿真模拟,据此进行了增强体颗粒的失效分析.

SiCw/AZ91复合材料及AZ91镁合金的高温压缩变形的研究

利用GPL-1500热模拟试验机对SiCw/AZ91复合材料和AZ91镁合金在不同温度及不同应变速率条件下进行高温压缩试验,根据压缩的真应力-应变曲线计算出合金和复合材料的应变速率敏感指数(m)和表观激活能(Q)。结果表明,复合材料和镁合金的应变速率敏感指数均随温度的升高而增大,并且在同一温度下,复合材料的m值大于镁合金的m值;另外,复合材料和镁合金的表观激活能也随温度和应变速率的改变而发生变化,表明在不同条件下压缩时,复合材料和镁合金的高温压缩变形机制也发生了变化。