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%。

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。

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.

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。

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。

固相合成法制备Al2O3亚微米颗粒增强AZ31复合材料及强化机理

采用固相合成方法制备Al2O3亚微米颗粒增强AZ31镁基复合材料,利用OM、SEM、TEM对Al2O3/AZ31镁基复合材料进行组织观察,利用维氏硬度仪、电子万能拉伸试验机对Al2O3/AZ31镁基复合材料进行力学性能测试。结果表明:经过固相合成后,Al2O3亚微米颗粒均匀的分布在AZ31基体中,通过对基体位错运动的钉扎作用,使该区域的位错密度增加,促进动态再结晶形核,复合材料的晶粒被显著细化。Al2O3/AZ31复合材料的力学性能随着Al2O3亚微米颗粒含量的增加而提高,当Al2O3颗粒含量为2%时,复合材料的力学性能达到最大值,其硬度、抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为83HV、302 MPa、203 MPa和8.15%。

AZ31B镁合金表面自蔓延反应火焰喷涂Al_2O_3基陶瓷层的组织结构及性能

为了提高火焰喷涂Al2O3基陶瓷涂层的致密度、结合强度和耐磨性,将铝热剂Al/CuO加入氧化铝钛粉(AT)陶瓷骨料中,采用自蔓延(SHS)反应火焰喷涂技术在AZ31B镁合金表面制备了Al2O3基复相陶瓷层,并对涂层的组织结构、致密度、抗热震性、结合强度和耐磨性进行了测试,分析了铝热剂对陶瓷层性能的影响。结果表明:与普通火焰喷涂制备的AT陶瓷层相比,SHS反应火焰喷涂制备的Al2O3基陶瓷层内部有Cu2+1O,Cu3TiO5,Al等新相生成,具有良好的致密度、结合强度和显微硬度,其耐磨性较普通火焰喷涂AT层提高较多。

热挤压对TiB_2/AZ31镁基复合材料组织和性能的影响(英文)

采用原位合成-半固态搅拌铸造法制备了 TiB2/AZ31 镁基复合材料,研究了热挤压对 TiB2/AZ31 镁基复合材料组织和力学性能的影响。结果表明:热挤压不仅能显著细化合金组织,而且能有效改善 TiB2颗粒分布的均匀性。与铸态 AZ31 镁合金相比,铸态 TiB2/AZ31镁基复合材料的硬度、抗拉强度都有一定程度的提高。经过热挤压后,TiB2/AZ31 镁基复合材料的硬度和抗拉强度分别比基体合金提高了 126.2%和 98.8%,达到 950 MPa 和 322 MPa。磨损表面形貌显示,TiB2颗粒的引入以及对 TiB2/AZ31 镁基复合材料进行热挤压,都可有效地提高材料的耐磨性。

体育器材中石墨烯镁基复合纤维的应用研究

随着竞技体育的发展以及人们日益重视体育锻炼,无论是竞技体育的赛事还是大众体育的健身,对体育运动器材各方面性能的要求都越来越高。为解决目前体育运动器材的力学性能不足、耐磨耐腐蚀性不高等问题,尝试引入石墨烯作为增强体,利用其抗拉伸强度高、耐磨损性能好、耐腐蚀性高的优异特性对体育器材进行了改良试验,并与市面大量商用的AZ31镁合金材料进行对比。实验结果表明,石墨烯镁基复合材料制备的体育器材试样在力学性能、耐磨性能与耐腐蚀性能方面均有大幅提高,可以作为制作体育器材的更优质材料。

复合场对TiB_2/AZ31复合材料组织和性能的影响

利用熔体内高温自蔓延反应制备了TiB2/AZ31复合材料,通过金相、扫描电镜、力学性能测试等技术考察了复合场对镁基复合材料铸态、均匀化态和轧制态微观组织和力学性能的影响。结果表明,TiB2/AZ31复合材料施加复合场后,α-Mg基体得到了显著的细化,铸态组织中的骨骼状β-Mg17Al12相渐渐向层片状共晶组织转变,并且使TiB2颗粒团簇的尺寸明显减小,均匀的分布于基体中。由于TiB2颗粒和复合场的引入,复合材料轧制态组织中切变带变得更窄更密集,TiB2颗粒团簇在流变应力作用下有少许的破碎,并沿着轧制变形流线分布。另外,复合材料的力学性能得到了明显改善,其中抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到351 MPa,315 MPa和7.7%。

超声原位Al_2Y/AZ91镁基复合材料流变模型研究（英文）

利用高能超声法原位制备Al_2Y/AZ91镁基复合材料半固态浆料,对其半固态表观粘度进行测量。实验表明:半固态Al_2Y/AZ91镁基复合材料表观粘度随固相分数和Al_2Y的体积分数的增加而增大,半固态表观粘度与固相分数之间关系按指数规律变化,在相同的实验条件下,半固态表观粘度随超声功率增大而减小。在对实验数据拟合的基础上,建立了半固态Al_2Y/AZ91镁基复合材料的流变模型。

AZ31镁合金和铝基复合材料的脉冲激光焊接

利用脉冲激光器进行了AZ31镁合金和TiB2增强铝基复合材料的焊接,分析了接头的微观组织,以及耐腐蚀性和硬度等性能,研究了添加TiB2中间层对接头性能的影响。结果表明,当激光单点能量为36.15J时,对焊缝成形的影响由大到小的参数依次为离焦量、脉冲频率、焊接速度。最优工艺参数下获得的接头焊缝区为细小的等轴晶且无明显缺陷,焊缝上部出现了层状富集带,焊缝中部存在Mg17Al12、AlMg、Al3Ti等金属间化合物。TiB2增强铝基复合材料的耐腐蚀性最强、焊缝组织的次之、AZ31镁合金的最弱。