SiCp粒径级配对55%SiCp/6061Al复合材料组织和性能的影响

采用真空热压法制备了55%SiCp/6061Al(55%为体积分数)复合材料,研究SiCp粒径级配对复合材料SiCp分布均匀度、致密度和抗弯强度的影响.研究结果表明:粒径级配复合材料组织致密、SiCp分布均匀且SiCp与6061Al合金基体界面结合强度高.双粒径(60+25)μm、质量比4∶1复合材料热处理后抗弯强度由395 MPa提高为548 MPa;三粒径级配为(120+60+25)μm、质量比为1∶1∶1的复合材料热处理前抗弯强度最高,为397 MPa;双粒径级配(106+25)μm、质量比4∶1的复合材料致密度>99.0%、均匀度>90.00%、热处理后抗弯强度>400MPa,具有优异的综合性能.

Cu@rGo添加量对6061铝基复合材料组织与性能的影响

采用放电等离子烧结(SPS)方法制备了不同Cu@rGo添加量的石墨烯增强6061铝基复合材料,探讨了不同Cu@rGo添加量对Cu@rGo/6061Al复合材料显微组织和力学性能的影响规律。利用维氏显微硬度计和电子万能实验机测试试样的显微硬度和拉伸性能,利用扫描电子显微镜(SEM)观察试样断口的微观形貌。结果表明,与6061Al基体相比,添加Cu@rGo显著提高了Cu@rGo/6061Al复合材料的屈服强度和抗拉强度。但伸长率随着Cu@rGo添加量的增加呈先升高后下降趋势,拉伸断口形貌也表明随着Cu@rGo含量的增加,撕裂棱变少,韧窝组织由小而深逐渐向大且浅过渡,说明复合材料的塑性逐渐变差。综合分析表明,当Cu@rGo添加量为0.05wt%和0.1wt%时,Cu@rGo/6061Al复合材料的综合性能较好,抗拉强度和伸长率较6061Al基材的均显著提高。

形变参数对B_(4)C_(P)/6061Al复合材料热变形行为的影响

通过对B_(4)C_(P)/6061Al复合材料进行热压缩实验,系统研究了不同温度和应变速率对其流变应力和微观组织演变的影响。采用EBSD表征方法分析了复合材料的晶粒形貌、取向差角分布和晶粒尺寸的演变规律。结果表明,动态再结晶是复合材料热变形过程中的主要软化机制。随着温度的升高和应变速率的降低,平均晶粒尺寸和大角度晶界比例逐渐增大,在高温低应变速率下,B_(4)C的加入限制了DRX晶粒的生长,导致生长的DRX晶粒被拉长。

碳纤维增强复合材料与6061铝合金激光连接仿真

为研究碳纤维增强复合材料和铝合金搭接激光焊接过程的温度变化规律,文中以6061铝合金和碳纤维增强尼龙66复合材料(CF/PA66)为研究对象,建立了基于热传导的有限元模型,使用SYSWELD软件对两种材料搭接激光焊接过程进行数值模拟,并通过试验验证了模型的准确性;在此基础上研究了激光功率、焊接速度、搭接宽度、冷却条件、工装导热条件对接头温度场的影响规律;研究发现,CF/PA66树脂熔化区域随着激光功率的增大而增加,随冷却速度的增大而减小,同种工艺参数下材料搭接尺寸对界面树脂最大熔化宽度无影响,水冷条件能够显著降低CF/PA66树脂熔化量,导热材料热导率越大,对PA66树脂熔化量的降低作用越显著.

晶须取向对SiC_w/6061Al复合材料热压缩变形行为的影响

采用SEM和Magiscan-2A图像分析系统研究了晶须取向对SiCw/6061Al复合材料在300℃压缩变形行为的影响。结果表明:晶须取向影响着晶须折断程度和转动角度;随着晶须取向角的增加,晶须转动和折断行为所导致的软化效果下降。同时晶须取向也影响复合材料的热压缩应力-应变曲线的形状。在热压缩变形过程中,晶须取向角为0°和30°的复合材料表现出明显应变软化现象,晶须取向角为45°的复合材料无明显软化现象。晶须取向角为90℃的复合材料表现出应变硬化现象。

硼酸铝晶须增强6061铝复合材料的界面改性

采用溶胶凝胶γ- Al2 O3涂层涂覆硼酸铝晶须方法来改善硼酸铝晶须增强 60 61 Al复合材料的界面性能。结果表明 :试验采用的涂覆工艺可以在硼酸铝晶须表面获得 40 nm厚的氧化铝涂层。硼酸铝晶须与铝合金基体在压铸过程中生成的几乎连续的脆性尖晶石产物使晶须连续性结构损伤严重。γ- Al2 O3涂层虽然不能完全阻止界面反应的发生 ,但是却有效地抑制了尖晶石界面反应 ,保持了硼酸铝晶须的结构完整性。

热处理对6061Al/SiC_P复合材料阻尼性能的影响

采用喷射共沉积方法制备了 6 0 6 1Al/SiCP 金属基复合材料 (MMC) ,研究了 5种热处理制度对其组织和阻尼性能的影响 .结果表明 :不同热处理状态的材料 ,在常温下内耗值基本相同 ,而在高温下则存在显著差别 .在 1 0 0℃～ 2 70℃温度范围内 ,阻尼能力的大小顺序为 :炉冷 >空冷 >-70℃淬火 >原样 >-1 95℃淬火 >水淬 ;在试验温度范围内 ( 30℃～ 4 0 0℃ ) ,模量随温度的升高表现为单调下降 ,随应变振幅的增加而增加 ;同一频率下 。

SiC含量对SiC/6061Al基复合材料性能的影响

采用粉末冶金法制备了三种SiC体积分数分别为25%、30%、35%的SiC/6061Al基复合材料。利用金相显微镜观察材料的显微组织,检测材料的物理性能和力学性能,运用Turner、Kerner理论模型对复合材料的热膨胀系数进行分析,研究SiC含量对复合材料组织和性能的影响。结果表明:随着SiC含量的增加,增强体出现团聚倾向,复合材料的致密度和热膨胀系数均降低;复合材料的抗拉强度随着SiC的增多先增大后降低,成非线性关系。

低温处理对SiCw/Al复合材料声学特性及弹性模量的影响

对压铸态 2 0 % (体积分数 )SiCw/ 6 0 6 1Al复合材料进行了低温处理 ,研究了低温处理前后复合材料声学特性及显微组织的变化 ,揭示出低温处理对复合材料弹性模量的影响。结果表明 ,低温处理可造成复合材料超声波声速及超声波衰减系数增大 。

SiCw/Al复合材料滑动磨损的微观机制

本文研究了碳化硅晶须增强铝(SiCw/Al)复合材料的干滑动磨损行为,给出了磨损机制图。根据磨损表面形貌和磨损机制图进一步深入分析了磨损破坏的微观本质。

焊丝成分对SiC_p/6061Al复合材料MIG焊焊缝组织及性能的影响

采用Al-Mg及Al-Si两种焊丝分别对SiC_p/6061Al复合材料进行了MIG焊及脉冲MIG焊,利用光学显微镜、电子显微镜及MTS-810试验机对焊缝的组织及性能进行了分析。结果表明,采用Al-Mg焊丝焊接时,无论是MIG焊还是脉冲MIG焊,熔池中Al-SiC间的界面反应程度均较大,生成了较多的针状Al_4C_3,且Al_4C_3的尺寸较大。采用Al-Si焊丝时,MIC焊熔池中的界面反应程度显著降低,仅生成了少量尺寸较小的针状Al_4C_3;而采用Al-Si焊丝的脉冲MIC焊焊缝中没有发现针状Al_4C_3。同时,利用Al-Si焊丝可有效地防止焊缝熄弧处的宏观结晶裂纹。力学性能试验表明,采用同样焊丝时,脉冲MIC焊接头的强度及伸长率比MIG焊接头的高,而用Al-Si焊丝焊接的接头强度比用Al-Mg焊丝焊接的接头强度高。

SiC_p/Gr颗粒混杂增强6061铝基复合材料中的内耗峰及其阻尼机制

采用喷射共沉积方法制备了SiCp/Gr/ 6 0 6 1铝合金混杂金属基复合材料 ,研究了其阻尼特性。结果表明 :该材料在 15 0℃附近有一温度内耗峰 ,且随频率增加该峰峰位向高温移动而峰高降低。通过Arrhenius方程测得内耗峰的激活能为 1.17eV。分析认为 :该峰具有弛豫特性 ,它是在热与应力的双重作用下 ,由位错拖曳点缺陷运动所致 ,符合位错诱生阻尼机制。

SiCw/LD2Al复合材料超塑变形协调机制的研究

为了研究金属基复合材料超塑变形时液相的作用 ,分析了金属基复合材料界面处的局部应力 .当由滑移引起的界面处局部应力值高于外界施加于界面处应力值时 ,复合材料在含有液相的状态下超塑变形能力最大 ;反之 ,变形能力在不含液相的纯固相状态最大 .因此 ,可以认为塑性变形过程中当有应力集中产生时 ,为了缓解应力集中 ,液相必需存在才能取得超塑性 .当无应力集中时 ,超塑变形不需要液相的存在 .

热压法制备20%Gr_p/6061Al复合材料及其摩擦磨损特性研究

采用快速升温热压法制备了20%Grp/6061Al(质量分数,下同)复合材料并研究其摩擦磨损特性,通过光学显微镜和SEM分别观察了样品的组织结构及磨痕形貌,采用XRD分析了复合材料的相组成。研究表明:快速升温热压能避免有害的界面反应,得到石墨颗粒分布均匀、界面干净且结合良好的Grp/6061Al复合材料,复合材料具有良好的摩擦磨损性能,T6处理能显著降低复合材料的摩擦系数和磨损率。在60r/m转速、1N～7N载荷下,复合材料的摩擦系数随载荷的增大而减少,磨损量增大。T6热处理强化了界面结合,有利于石墨膜形成,降低了复合材料的摩擦系数,也显著减少了磨损率。热处理后,复合材料摩擦系数可达到0.16,磨损量平均减幅达50%,采用的最大载荷7N下磨损率可减少到4.7×10-4mm3/m。

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。

SiCw/Al复合材料的一种界面结构

应用透射电镜技术研究了用高压凝固铸造法(Squeeze casting)制备的碳化硅晶须增强铝(SiCw/Al)复合材料界面两侧晶须与基体的位向关系。结果表明,碳化硅晶须与基体铝之间至少存在一种匹配关系,这种关系是:{110}_(SiC)//{110}_(Al),<111>_(SiC)//<100>_(Al)(约差4°)。由此提出了SiCw/Al复合材料的半共格界面结构模型。

高阻尼6061Al/SiC_p/Gr复合材料中的内耗峰及其阻尼机制

采用喷射共沉积方法制备了 60 61Al SiCp Gr混杂金属基复合材料 (MMC) ,研究了其阻尼性能。结果表明 :该材料在 15 0℃附近有一温度内耗峰 ,且随频率增加该峰峰位向高温移动 ,峰高降低。通过Arrhenius方程测得内耗峰的激活能为 1 17eV。分析认为 ,该峰具有弛豫特性 ,它是在热与应力的双重作用下 ,有位错拖曳点缺陷运动所致 。

原位自生TiCp/6061复合材料的组织、硬度及耐磨性能

采用接触反应法制备了原位自生TiCp/6061复合材料,利用XRD和SEM对复合材料进行物相分析及微观形貌观察,用6061铝合金基体材料作为对比,研究了增强粒子含量对复合材料硬度和摩擦磨损行为的影响。结果表明,采用接触反应法,以Ti粉、C粉和Al粉作为生成TiC增强相的原材料,可直接在6061铝合金基体中原位生成TiC颗粒,TiC颗粒呈规则多边形,尺寸为0.5~1μm。随着增强粒子含量的增加,原位自生TiCp/6061复合材料的硬度明显提高,T6热处理后5%(质量分数)的TiCp/6061复合材料的硬度为120.5HBS,比基体6061铝合金提高了28.1%。这是TiC颗粒对6061基体材料的位错强化和细晶强化综合作用的结果。此外,随着增强粒子含量的提高,原位自生TiCp/6061复合材料的耐磨性也增强;T6热处理后,在100 N恒压作用下与GCR15材料对磨300 s,基体6061铝合金失重是5%(质量分数)TiCp/6061复合材料的2倍。其原因在于TiC颗粒含量的提高减小了对磨材料与复合材料的有效接触面积,从而增强了原位自生TiCp/6061复合材料的耐磨性能。

SiC_p/6061Al合金复合材料的单轴循环变形行为及其时间相关特性

对 T6热处理后的6061Al 合金与 SiC_p/6061Al 合金复合材料(14%,21%SiC_p)的室温单轴循环变形行为进行了实验研究．讨论了基体合金和其复合材料在不同加载条件下的循环软/硬化行为和棘轮变形特征．实验研究表明：复合材料在宏观层次上体现出与基体相类似的应变循环特性和棘轮变形规律,即复合材料在非对称应力循环下也将产生一定的棘轮变形,并随应力幅值和平均应力的增加而增加；颗粒的引入使复合材料抵抗棘轮变形的能力增强,棘轮变形随颗粒含量升高而下降；复合材料的棘轮行为具有明显的时间相关特性,棘轮应变值依赖于应力率和峰值保持时间．研究得到了一些有助于复合材料循环变形行为本构描述的结论．

SiCw/Al铝复合材料振动攻丝扭矩的试验研究

SiCw/Al是近些年研制的新型铝基复合材料 ,用传统机械加工方法对其进行小孔攻丝非常困难 ,因此作者试图用振动攻丝方法解决这一工艺难题 ,为其工程应用进行必要的工艺准备 .在阐述振动攻丝时振动频率、振幅与振型及临界切削速度的基本概念的基础上 ,通过在步进电机为振源的振动攻丝机上对SiC晶须增强铝复合材料SiCw/Al的小孔振动攻丝试验 ,得出了振动频率和振型对攻丝扭矩的影响规律 .试验表明 :振型一定时 ,攻丝扭矩随振动频率的增加而增大 ;频率一定时 ,攻丝扭矩与振型成驼峰曲线关系 ;从减小扭矩的角度看 ,必须优化振动频率与振型间的关系 ;振动攻丝不失为SiCw/Al铝复合材料小孔攻丝的有效方法 .