轧制温度对SiCp/Al复合材料组织形貌的影响
发布时间：2021-03-19 22:22
采用功率超声机械搅拌法制备了含6vol.%SiC颗粒增强铝基复合材料;对铸态SiCp/Al复合材料显微组织及其XRD和经过热轧后的显微组织及热轧后轧板的宏观形貌进行了分析。结果表明,制备SiCp/Al复合材料时加入适量的纯镁,可在SiC/Al界面间增加界面过渡相Mg2Si;轧制使基体材料中碳化硅颗粒的分布进一步均匀化;随着轧制温度的升高,复合材料轧板的边裂减少。
【文章来源】：铸造技术. 2016,37(12)北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
SiCp/Al铸态组织XRDFig.3TheXRDpatternsoftheas-castSiCp/Alcomposites
2实验结果与分析2.1SiC颗粒实验所选用的增强相SiC平均粒径约为10μm，对其进行XRD物相分析如图1，发现该SiC颗粒为α-SiC。SiC颗粒主要性能如表1所示。2.2复合材料铸态组织及其XRD分析2.2.1铸态组织图2为铸态复合材料的低倍和高倍金相照片，发现用功率超声机械搅拌法制备的碳化硅颗粒在基体内的分布比较均匀，能起到弥散强化的作用；另外，若随机均匀分布的碳化硅颗粒在晶界上时则不仅对晶界具有钉扎作用，阻止基体晶界的滑移，而且碳化硅颗粒作为增强相可与位错交互作用，因此能较好的提高基体材料的强度；另外，碳化硅颗粒的加入能限制复合材料热加工以及热处理等高温过程中动态再结晶晶粒的长大，进而提高复合材料的综合力学性能。2.2.2铸态组织的XRD图3为SiCp/Al铸态组织的XRD结果，在铸态组织中存在Mg2Si相，表明在熔炼过程中加入的纯镁以及对碳化硅的氧化预处理起到了良好的作用，形成了Mg2Si/Al界面，其在SiCp/Al界面间形成了润湿过渡相，因而能够起到提高碳化硅颗粒与基体材料之间结合强度的作用；无论是碳化硅颗粒还是纤维增强铝基复合材料，高温制备过程中很难抑制碳化硅与铝基体发生如式(1)的化学反应[9]：Al+34SiC=14Al4C3+34Si(1)上述反应生成的脆性化合物Al4C3分布在SiC/Al界面上，削弱了SiC/Al界面的结合强度，并且生成的Al4C3易被水腐蚀，造成SiC/Al界面的不稳定，进而降低复合材料的抗腐蚀性能[10]。因此，加入适量的纯镁会改善SiCp/Al界面的润湿性[11]，从而提高界面结合强度，并对铝基复合材料轧制态综合性能的提升也有很大的改善作用。2.3复合材料轧制态的显微组织及宏观形貌2.3.1复合材料轧制态的显微组织如图4所示，碳化硅颗?
植嫉那魇疲?得髟谠??过程中碳化硅颗粒具有一定的流动性，轧制过程进一步均匀化了基体材料中碳化硅颗粒的分布；变形后局部颗粒较为密集区看不到有气孔的存在，轧制态复合材料呈现出良好的致密性。2.3.2复合材料轧板宏观形貌分析图5是复合材料轧制板宏观形貌。可以看出，轧制温度的提高可以有效解决碳化硅颗粒增强铝基复合材料轧板的边裂问题。当轧制温度升高时，空位浓图3SiCp/Al铸态组织XRDFig.3TheXRDpatternsoftheas-castSiCp/Alcomposites图1碳化硅颗粒X射线衍射图谱Fig.1TheXRDpatternsoftheSiCparticles图2SiCp/Al复合材料铸态显微组织Fig.2Microstructureoftheas-castSiCp/Alcomposite表1SiC颗粒的主要性能Tab.1ThepropertiesoftheSiCparticles气孔率密度/g·cm-3莫氏硬度弹性模量/GPa)熔点/℃热膨胀系数/×10-6K<0.2%3.10~3.159.5≥40027354.3~4.5FOUNDRYTECHNOLOGYVol.37No.12Dec.2016·2698·
【参考文献】：
期刊论文
[1]添加Mg对SiCp/Al复合材料显微组织及磨损性能影响[J]. 马斌,周永欣. 铸造技术. 2011(02)
[2]连续纤维增强铝基复合材料制备技术研究进展[J]. 许久海,徐志锋,王振军,余欢. 铸造技术. 2010(12)
[3]铝基复合材料的制备工艺[J]. 王双喜,刘雪敬,孙家森. 热加工工艺(铸锻版). 2006(01)
[4]SiC颗粒氧化行为及SiCp/铝基复合材料界面特征[J]. 刘俊友,刘英才,刘国权,尹衍升,施忠良. 中国有色金属学报. 2002(05)
[5]碳化硅颗粒增强铝基复合材料的航空航天应用[J]. 崔岩. 材料工程. 2002(06)
[6]SiC颗粒增强铝基复合材料薄板的力学性能[J]. 胡代忠,陈礼清,赵明久,毕敬,徐永波. 中国有色金属学报. 2000(06)
[7]碳化硅颗粒增强铝合金复合材料特性[J]. 王治海. 中国有色金属学报. 1995(03)
博士论文
[1]多层喷射沉积高硅铝合金工艺及性能研究[D]. 傅定发.中南大学 2001
本文编号：3090328
【文章来源】：铸造技术. 2016,37(12)北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
SiCp/Al铸态组织XRDFig.3TheXRDpatternsoftheas-castSiCp/Alcomposites
2实验结果与分析2.1SiC颗粒实验所选用的增强相SiC平均粒径约为10μm，对其进行XRD物相分析如图1，发现该SiC颗粒为α-SiC。SiC颗粒主要性能如表1所示。2.2复合材料铸态组织及其XRD分析2.2.1铸态组织图2为铸态复合材料的低倍和高倍金相照片，发现用功率超声机械搅拌法制备的碳化硅颗粒在基体内的分布比较均匀，能起到弥散强化的作用；另外，若随机均匀分布的碳化硅颗粒在晶界上时则不仅对晶界具有钉扎作用，阻止基体晶界的滑移，而且碳化硅颗粒作为增强相可与位错交互作用，因此能较好的提高基体材料的强度；另外，碳化硅颗粒的加入能限制复合材料热加工以及热处理等高温过程中动态再结晶晶粒的长大，进而提高复合材料的综合力学性能。2.2.2铸态组织的XRD图3为SiCp/Al铸态组织的XRD结果，在铸态组织中存在Mg2Si相，表明在熔炼过程中加入的纯镁以及对碳化硅的氧化预处理起到了良好的作用，形成了Mg2Si/Al界面，其在SiCp/Al界面间形成了润湿过渡相，因而能够起到提高碳化硅颗粒与基体材料之间结合强度的作用；无论是碳化硅颗粒还是纤维增强铝基复合材料，高温制备过程中很难抑制碳化硅与铝基体发生如式(1)的化学反应[9]：Al+34SiC=14Al4C3+34Si(1)上述反应生成的脆性化合物Al4C3分布在SiC/Al界面上，削弱了SiC/Al界面的结合强度，并且生成的Al4C3易被水腐蚀，造成SiC/Al界面的不稳定，进而降低复合材料的抗腐蚀性能[10]。因此，加入适量的纯镁会改善SiCp/Al界面的润湿性[11]，从而提高界面结合强度，并对铝基复合材料轧制态综合性能的提升也有很大的改善作用。2.3复合材料轧制态的显微组织及宏观形貌2.3.1复合材料轧制态的显微组织如图4所示，碳化硅颗?
植嫉那魇疲?得髟谠??过程中碳化硅颗粒具有一定的流动性，轧制过程进一步均匀化了基体材料中碳化硅颗粒的分布；变形后局部颗粒较为密集区看不到有气孔的存在，轧制态复合材料呈现出良好的致密性。2.3.2复合材料轧板宏观形貌分析图5是复合材料轧制板宏观形貌。可以看出，轧制温度的提高可以有效解决碳化硅颗粒增强铝基复合材料轧板的边裂问题。当轧制温度升高时，空位浓图3SiCp/Al铸态组织XRDFig.3TheXRDpatternsoftheas-castSiCp/Alcomposites图1碳化硅颗粒X射线衍射图谱Fig.1TheXRDpatternsoftheSiCparticles图2SiCp/Al复合材料铸态显微组织Fig.2Microstructureoftheas-castSiCp/Alcomposite表1SiC颗粒的主要性能Tab.1ThepropertiesoftheSiCparticles气孔率密度/g·cm-3莫氏硬度弹性模量/GPa)熔点/℃热膨胀系数/×10-6K<0.2%3.10~3.159.5≥40027354.3~4.5FOUNDRYTECHNOLOGYVol.37No.12Dec.2016·2698·
【参考文献】：
期刊论文
[1]添加Mg对SiCp/Al复合材料显微组织及磨损性能影响[J]. 马斌,周永欣. 铸造技术. 2011(02)
[2]连续纤维增强铝基复合材料制备技术研究进展[J]. 许久海,徐志锋,王振军,余欢. 铸造技术. 2010(12)
[3]铝基复合材料的制备工艺[J]. 王双喜,刘雪敬,孙家森. 热加工工艺(铸锻版). 2006(01)
[4]SiC颗粒氧化行为及SiCp/铝基复合材料界面特征[J]. 刘俊友,刘英才,刘国权,尹衍升,施忠良. 中国有色金属学报. 2002(05)
[5]碳化硅颗粒增强铝基复合材料的航空航天应用[J]. 崔岩. 材料工程. 2002(06)
[6]SiC颗粒增强铝基复合材料薄板的力学性能[J]. 胡代忠,陈礼清,赵明久,毕敬,徐永波. 中国有色金属学报. 2000(06)
[7]碳化硅颗粒增强铝合金复合材料特性[J]. 王治海. 中国有色金属学报. 1995(03)
博士论文
[1]多层喷射沉积高硅铝合金工艺及性能研究[D]. 傅定发.中南大学 2001
本文编号：3090328
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3090328.html
