顆粒增強鋁基復(fù)合材料的制備及組織與性能研究.pdf

1、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)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(jìn)了金屬基復(fù)合材料的迅猛發(fā)展。特別是顆粒增強的鋁基復(fù)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(jìn)行加工，因而倍受關(guān)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(fù)合材料，并進(jìn)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(fù)合材料的力學(xué)性能和熱物理性能并進(jìn)行了微觀組織觀察，隨后分析了相關(guān)的影響因素。
　　 結(jié)果表明，擠壓鑄造法制備出的復(fù)合材料組織致密，顆粒分布均勻。相對基體合金，復(fù)合材料的硬度明顯上升。在室溫下進(jìn)行復(fù)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(yīng)，強度上升但塑性降

3、低。SEM斷口觀察表明，拉伸后復(fù)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(fù)合材料在室溫下塑性都較低。
　　 5種鋁基復(fù)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(fù)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