EFFECT OF MATRIX STRENGTHENING ON SLIDING WEAR PROPERTIES OF SiCp/2024Al COMPOSITES

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微米级SiC颗粒增强铝基复合材料的强化机制

为了研究微米级碳化硅颗粒（SiCp）尺寸和含量对中体积分数SiCp增强铝基复合材料强化机制的影响,用粉末冶金工艺制备SiCp体积分数为30%~40%,颗粒尺寸为3~40μm的SiCp/2024Al复合材料,利用TEM,万能材料试验机等对材料微观结构和拉伸性能进行了研究。结果表明,复合材料的抗拉强度和硬度均随着SiC颗粒尺寸的增大而减小,随体积分数的增加而增大。复合材料的强化是由多种强化机制协同作用的结果,SiC颗粒尺寸主要通过位错强化和细晶强化显著影响对复合材料的强化效果。

SiC颗粒尺寸及含量对SiCp/2024Al复合材料性能的影响

本文对粉末冶金法制备的SiCp/2024Al复合材料的性能进行了研究。随SiC颗粒尺寸的增大,复合材料的强度降低,而塑性和磨损抗力则增加。SiC颗粒尺寸对复合材料的物理性能没有什么影响。增加SiC颗粒含量,复合材料的强度、模量均增大,磨损抗力亦明显增加,而塑性和热膨胀系数则降低。

SiC_P/Al水平连铸电磁搅拌结晶器的设计

所设计的水平连铸电磁搅拌结晶器由电磁搅拌装置和结晶器两部分构成 .电磁搅拌装置安装在中间包和结晶器之间 ,可对碳化硅铝基复合材料液在结晶前和结晶过程中进行充分搅拌 .通过对水平连铸电磁搅拌结晶器基本参数计算 ,并结合实验研究 。

SiCp/2024铝基复合材料的超塑性变形行为研究

对经过热处理和冷轧后的体积分数为１７%、尺寸为３．５μｍ的ＳｉＣ颗粒增强２０２４铝合金薄板在７５３－８５３Ｋ范围内进行了超塑性实验研究．结果在８１３Ｋ时以１０－１/ｓ的变形速率下获得了２５９%的最大延伸率,最大应力敏感系数为０．２５复合材料的变形激活能值在７５３－７９３Ｋ范围内为１４４ｋＪ/ｍｏｌ,在８１３－８５３Ｋ内为２０２ｋＪ/ｍｏｌ,接近纯铝的晶格扩散激活能值１４２ｋＪ/ｍｏｌ．复合材料的变形机制主要为基体晶粒滑动机制．

激光选区熔化成形SiC_P/AlSi10Mg复合材料工艺及性能研究

为研究激光选区熔化(SLM)成形技术制备SiC颗粒增强AlSi10Mg复合材料的成形机理,开展了SLM成形工艺参数(扫描间距、扫描速度)对致密度、机械性能等影响情况的研究。结果表明:所制备试样中SiC增强颗粒分布均匀,并与基体具有连续相容的冶金结合界面。当激光扫描速度从900 mm/s升高到2 100 mm/s时,在不同的扫描间距下,复合材料试样致密度均随之降低;当扫描间距在0.09～0.12 mm内变化时,在不同的扫描速度下,致密度变化趋势并不一致;在激光功率490 W、铺粉层厚0.04 mm、扫描间距0.12 mm、扫描速度900 mm/s时,制备的SiC颗粒增强AlSi10Mg复合材料试样得到最佳综合性能(相对密度99.1%,显微硬度198.7 HV_(0.2),抗拉强度341.9 MPa);在该最佳工艺参数下,成功制备出复杂结构的薄壁零件。研究为SLM成形SiC_P/AlSi10Mg复合材料在航空航天和空间领域的应用提供了理论基础和实验依据。

SiC_p/A359复合材料冲击断裂行为

采用示波冲击试验及断口形貌分析技术，对液态搅拌铸造ＳｉＣｐ／Ａ３５９ 复合材料的冲击断裂行为进行了研究。结果表明，基体的塑性变形能力、界面结合情况及铸造缺陷都会影响ＳｉＣｐ／Ａ３５９ 复合材料冲击破坏抗力，而基体的塑性变形能力是决定因素。同时，讨论了在ＡＷ和ＡＷ＋ Ｔ６ 状态下ＳｉＣｐ／Ａ３５９

粉末法制备工艺对SiCp/Al复合材料性能影响的初步研究

进行了封闭非真空热压制备SiCp/2024Al复合材料和采用预氧化的普通工业纯铝粉替代微晶纯铝粉制备SiCp/Al复合材料的研究。对上述复合材料进行了性能测试并与常规方法制备的复合材料进行了对比。

SiC_p/A356复合材料的制备质量检验及控制

针对搅拌铸造制备SiC颗粒增强铝基复合材料的特点,提出了材料复合质量的快速检验方法和质量评判方法,讨论了控制及提高材料复合质量的方法和途径.以此为基础制备出了分布均匀、孔隙率低、含SiC的体积分数为20%的颗粒增强铝基复合材料,并采用所制备的铝基复合材料制造出了我国高速列车制动盘.

用纯金属粉料制备高性能SiCp／Al复合材料

本文以Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｇ等纯金属粉料及普通工业磨料用ＳｉＣ颗粒为原料，借助于液相烧结及热挤压工艺，制备了１０％ＳｉＣｐ（５μｍ）／Ａｌ和２０％ＳｉＣｐ（２０μｍ）／Ａｌ复合材料，并对其性能、基体成分的均匀性及ＳｉＣ颗粒与基体界面的结合状况进行了测试分析。研究结果表明，按此工艺制备的１０％ＳｉＣｐ（５μｍ）／Ａｌ复合材料具有很高的力学性能，由于该工艺简单易行，无需特殊设备，故具有低成本的优点。本文试验还表明，过度强化热挤压工艺有时会导致ＳｉＣ颗粒的碎裂，从而造成材料性能的下降。

SiC颗粒增强铝基梯度复合材料的制备与性能

采用粉末冶金法制备了SiC颗粒增强铝基梯度复合材料（FGMMC）,研究了该梯度复合材料的微观组织和力学性能,对 FGMMC的显微组织观察表明,由于铝基体熔合成一体,因此层间没有明显的界面,具有基体的连续性.尽管基体是连续的,但是当疲劳裂纹从高SiC含量层向低SiC含量层扩展时,在过渡区发生延滞现象.通过断口和裂纹扩展路径的分析解释了此延滞现象.

SiC颗粒增强铝基复合材料薄板的力学性能

研究了粉末冶金法制备的SiC颗粒增强铝基复合材料薄板的常温及高温力学性能。结果表明 ,铝基复合材料薄板在常温下具有较高的强度 ,薄板性能基本呈各向同性 ,其断裂机制主要为颗粒从基体脱粘 ,同时有少量颗粒破碎。随着温度的升高 ,复合材料板材强度逐渐下降 ,延伸率增大。在 2 0 0℃时仍能保持较高的强度和较好的综合性能 ,其抗拉强度达 370MPa,屈服强度达 2 43MPa,延伸率达 11.3 %

SiCp／2024Al复合材料拉伸断裂过程的SEM研究

对粉末冶金法制备的２０μｍＳｉＣ颗粒增强２０２４Ａｌ复合材料进行了动态拉伸试验。试验表明，在比较低的应力下就有ＳｉＣ颗粒产生开裂，大量ＳｉＣ颗粒开裂造成的材料累积损伤导致复合材料的最终断裂，从复合材料的强化机制和力学计算对试验结果给出了解释。

碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiC_p/2024Al)的热变形行为

采用Gleeble-1500热模拟实验机对17％SiCp/2024Al(体积分数)复合材料在温度为573-773 K、应变速率为0.02-0.5 s-1变形条件下的热变形行为进行了研究.结果显示,复合材料的流变应力随变形温度的升高、应变速率的降低而降低,采用位错-颗粒交互作用模型能够合理的解释复合材料的应力-应变行为;采用Power-Arrhenius型速率方程 对复合材料的热变形激活能Q进行了计算,结果显示复合材料在不同的温度区间具有不同的激活能,其中在623-723 K的变形温度区间内,激活能为250 kJ·mol-1。

高体积分数SiC颗粒增强铝基复合材料的超声波钎焊

研究了大气条件无钎剂作用下,SiC颗粒体积分数为55%的SiCp/A356复合材料的超声波辅助钎焊的性能,在焊接过程中采用了Zn-Al钎料,研究结果表明,当超声波作用时间为0.5s时,在钎料与复合材料界面处大部分位置氧化膜仍然连续。当超声波作用时间增加到5s时,焊接接头区域的氧化膜完全消失,有一些铝枝晶从母材向Zn-Al合金中生长,使Zn-Al合金能够完全润湿复合材料基体合金,形成良好的冶金结合。并且随着超声振动时间的延长,液态Zn-Al合金能够逐渐润湿复合材料表面裸露的SiC增强相颗粒,接头的剪切强度由0.5s的54.3MPa增加到5s的155.6MPa,和母材的剪切强度接近(159.9～178.1MPa)。

碳化硅颗粒增强7A04铝基复合材料的腐蚀行为

碳化硅颗粒增强7A04(SiCp/7A04)铝基复合材料的应用环境及其腐蚀状况都较复杂。过去,对它的研究方法多样,依据不同,因而其腐蚀结论有异,甚至矛盾。为了研究SiCp/Al复合材料的耐蚀性,用电化学法和失重法研究了SiC颗粒含量和粒度对SiCp/7A04铝基复合材料及基体合金耐腐蚀性能的影响。结果表明,与基体合金相比,SiCp/7A04铝基复合材料耐蚀性下降,SiC含量高的复合材料腐蚀较快,SiC颗粒尺寸越大,复合材料耐蚀性越好;采用扫描电镜(SEM)观察腐蚀后的微观形貌表明,SiC颗粒破坏了基体表面氧化膜的完整性,促进了点蚀的形成,但其自身的稳定性又阻碍了蚀孔的长大。

铝基钎料在碳化硅颗粒增强铝基复合材料上的润湿性研究

采用多种铝基钎料进行了在SiC陶瓷、6 0 6 1铝合金及SiCp/6 0 6 1复合材料上的润湿性试验。研究了润湿性的影响因素 ,并分析了润湿机理和界面微观特征。试验结果为实现SiC颗粒增强铝基复合材料的钎焊连接提供了理论基础。

碳化硅颗粒增强2124Al复合材料特性研究

本文对粉末冶金法制备的SiCp/2124Al复合材料进行了不同温度的拉伸试验和物理性能测试,对并其时效析出特性和磨损性能进行了研究。结果表明,这种复合材料不仅具有高的室温强度、模量和低的热膨胀系数,而且表现出良好的高、低温性能和抗磨损性能。SiC颗粒加入铝合金显著加速了其时效析出过程。

颗粒类型对颗粒增强铝基复合材料性能的影响

本文对粉未冶金法制备的ＳｉＣ和ＴｉＣ颗粒增强铝基复合材料进行了研究。试验表明，在颗粒含量相同、尺寸相当的条件下，ＴｉＣ增强Ａｌ基复合材料的强度和模量均低于ＳｉＣ增强Ａｌ基复合材料，但其屈强比却明显高于ＳｉＣ增强Ａｌ基复合材料。高温长时间等温处理对ＴｉＣ颗粒增强纯Ａｌ复合材料的强度没有明显的影响。

碳化硅晶须和颗粒增强铝基复合材料的时效行为

综述了近年来碳化硅晶须（ＳｉＣｗ）和碳化硅颗粒（ＳｉＣｐ）增强铝基复合材料（ＳｉＣｗ（ｐ）／Ａｌ）时效行为的研究发展状况。主要包括碳化硅晶须与颗粒对基体时效硬化动力学、基体沉淀脱溶过程的影响规律和作用机制，以及影响ＳｉＣｗ（ｐ）／Ａｌ复合材料时效特性的因素。