顆粒增強鋁基復合材料的制備及組織與性能研究.pdf

1、現(xiàn)代科學技術的發(fā)展對材料性能的要求越來越高，使得單一材料難以滿足實際中的要求，這促進了金屬基復合材料的迅猛發(fā)展。特別是顆粒增強的鋁基復合材料兼有鋁合金基體優(yōu)點和增強顆粒的優(yōu)點，且成本低廉、制備簡單，又可采用熱擠壓等傳統(tǒng)金屬加工工藝進行加工，因而倍受關注。
　　 本文采用擠壓鑄造法分別制備了4μm的43％Al2O3/2024、1μm的30％Al2O3/2024、4μm的40％SiCp/2024、4μm的40％AlN/6061、0.

2、4μm的20％Al2O3/60615種復合材料，并進行了退火處理和固溶時效處理。利用分析天平、顯微硬度計、熱膨脹測試儀、萬能拉伸機和掃描電鏡等多種手段測試了復合材料的力學性能和熱物理性能并進行了微觀組織觀察，隨后分析了相關的影響因素。
　　 結果表明，擠壓鑄造法制備出的復合材料組織致密，顆粒分布均勻。相對基體合金，復合材料的硬度明顯上升。在室溫下進行復合材料拉伸實驗發(fā)現(xiàn)，固溶時效態(tài)與退火態(tài)相比，由于時效強化效應，強度上升但塑性降

3、低。SEM斷口觀察表明，拉伸后復合材料中顆粒存在破碎和剝離現(xiàn)象，基體中有少量的韌窩和撕裂棱；大的顆粒發(fā)生脆性斷裂，小的顆粒發(fā)生剝落，材料的斷裂方式整體表現(xiàn)為脆斷，因此幾種復合材料在室溫下塑性都較低。
　　 5種鋁基復合材料的平均熱膨脹系數(shù)(CTE)明顯低于基體合金，并隨著溫度上升而增加，基本呈線性變化的規(guī)律；復合材料固溶時效后的熱膨脹系數(shù)與退火態(tài)相比明顯降低。通過與混合定律(ROM)、Turner模型、Kerner模型以及Sha