20%Mg 2 Si/Al-12Si复合材料变质和T6处理复合优化研究

发布时间：2024-03-31 12:35

　　20%Mg2Si/Al-12Si复合材料具有很高的比强度、比刚度、耐磨性能以及低热膨胀系数等优异性能,在航空航天、汽车制造以及军事装备等领域有良好的应用前景。但铸态组织中初生Mg2Si相呈现粗大的树枝状,共晶相呈团簇状分布,这些组织特征严重恶化了材料的力学性能。因此,改变组织形态,提高材料强韧性具有重要意义。然而,大多数研究集中在单独变质处理或者热处理上,而对其组织进行复合优化的系统性研究较为缺乏。本文以Al-12Si为基体,以Mg2Si为增强相,用熔铸法制备20%Mg2Si/Al-12Si复合材料。以采用磷变质和T6处理复合优化组织,进而提高强韧性为目标,从以下三个方面开展研究:(1)通过金相显微镜观察0.1%P变质和T6处理对复合材料组织的影响规律,并从热力学角度分析组织变化的机理;(2)测试T6处理过程中布氏硬度的具体变化规律,建立组织和硬度之间的关系;(3)测试T6处理过程中拉伸性能的变化规律,并从拉伸断口的SEM形貌分析变质和T6处理对材料断裂机制的影响。研究结果表明:20%Mg2Si/Al-12Si复合材料经过0.1%P变质后,初生相不仅形状规整化,而且尺寸由50μm细化到...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 选题背景及意义
    1.3 Mg₂Si/Al复合材料的研究概况
        1.3.1 Mg₂Si金属间化合物的性质和研究概况
        1.3.2 Mg₂Si/Al复合材料的制备工艺
    1.4 原位生成Mg₂Si/Al复合材料的组织控制
        1.4.1 变质处理
        1.4.2 热处理
    1.5 本课题的研究内容
第二章 实验材料与实验方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验设备
    2.3 实验方法
        2.3.1 制备工艺
        2.3.2 固溶时效处理
        2.3.3 金相制备和组织观察
        2.3.4 DSC分析
        2.3.5 XRD分析
        2.3.6 布氏硬度测试
        2.3.7 拉伸测试
    2.4 技术路线
第三章 固溶处理对 20%Mg₂Si/Al-12Si复合材料组织的影响
    3.1 Mg₂Si/Al复合材料的凝固行为
    3.2 Mg₂Si相生成的热力学分析
    3.3 20%Mg₂Si/Al-12Si复合材料的铸态组织特征
    3.4 固溶处理对 20%Mg₂Si/Al-12Si复合材料组织的影响
        3.4.1 520℃固溶处理后组织特征
        3.4.2 540℃固溶处理后组织特征
        3.4.3 560℃固溶处理后组织特征
    3.5 固溶处理对 0.1%P变质 20%Mg₂Si/Al-12Si复合材料组织的影响
        3.5.1 0.1%P变质后复合材料铸态组织变化
        3.5.2 固溶处理后的组织特征
    3.6 固溶处理过程中相的变化机理讨论
        3.6.1 共晶相球化过程的机理分析
        3.6.2 固溶处理过程的扩散动力学分析
    3.7 本章小结
第四章 T6 处理对 20%Mg₂Si/Al-12Si复合材料硬度的影响
    4.1 固溶处理对 20%Mg₂Si/Al-12Si复合材料硬度的影响规律
        4.1.1 未变质复合材料固溶处理过程的硬度变化曲线
        4.1.2 0.1%P变质对复合材料固溶处理硬度变化曲线的影响
    4.2 时效处理对 20%Mg₂Si/Al-12Si复合材料硬度的影响规律
        4.2.1 未变质复合材料的时效硬化曲线
        4.2.2 0.1%P变质对复合材料时效硬化曲线的影响
    4.3 过时效过程中析出相粗化动力学分析
    4.4 时效延迟对人工时效过程中硬度的影响
    4.5 本章小结
第五章 T6 处理对 20%Mg₂Si/Al-12Si复合材料拉伸性能的影响
    5.1 固溶处理对 20%Mg₂Si/Al-12Si复合材料拉伸性能的影响
    5.2 时效处理对 20%Mg₂Si/Al-12Si复合材料拉伸性能的影响
    5.3 拉伸断口分析
        5.3.1 铸态下复合材料的断口形貌
        5.3.2 变质后复合材料在T6 态的断口形貌
    5.4 本章小结
全文总结及展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3943943