Al-,2-O-,3f--Al復(fù)合材料制備工藝和基體塑性對材料拉伸性能的影響.pdf

1、采用液態(tài)模鍛法制備短纖維增強鋁基復(fù)合材料，研究了復(fù)合材料制備工藝和基體塑性對復(fù)合材料微觀組織和性能的影響，對氧化鋁短纖維預(yù)制件的制備工藝及其對性能的影響進行了試驗工作，探討了采用測定預(yù)制件表面硬度作為檢測纖維預(yù)制件手段的可行性，并采用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察了不同塑性的基體材料制備的復(fù)合材料和Al<,2>O<,3>／ZL109復(fù)合材料高溫拉伸斷口形貌，采用光學(xué)顯微鏡研究了拉伸斷裂后纖維在復(fù)合材料中的變化情況。 試驗結(jié)果表明：

2、預(yù)制件抗壓強度和表面硬度都隨著粘結(jié)劑濃度的升高而升高，隨纖維體積分?jǐn)?shù)的增加而增加；預(yù)制件表面硬度與其抗壓強度有很好的對應(yīng)關(guān)系，可采用測試預(yù)制件表面硬度的方法作為纖維預(yù)制件的檢測手段。選用不同塑性的基體材料研究基體塑性對復(fù)合材料性能的影響。常溫拉伸試驗結(jié)果表明，塑性較差的ZL109鋁合金制備的Al<,2>O<,3>／ZL109復(fù)合材料，其抗拉強度低于ZL109鋁合金；塑性較好的6061鋁合金，其復(fù)合材料抗拉強度與基體材料相當(dāng)；塑性很好的1

3、050純鋁材料，其復(fù)合材料抗拉強度高于基體材料，且隨著纖維體積分?jǐn)?shù)的增加，復(fù)合材料的抗拉強度不斷提高，最大提升幅度達7l％。通過提高試驗溫度，改變ZL109基體材料的塑性來研究基體塑性對復(fù)合材料性能的影響。高溫拉伸試驗結(jié)果表明：隨著溫度的升高，ZL109鋁合金和Al<,2>O<,3>／ZL109復(fù)合材料的強度都下降，但復(fù)合材料下降較慢；低于543K時，ZL109強度高于Al<,2>O<,3>／ZL109復(fù)合材料；在543K左右，ZL10

4、9的強度與Al<,2>O<,3>／ZL109復(fù)合材料相當(dāng)；高于543K后，復(fù)合材料強度高于ZL109鋁合金。 復(fù)合材料拉伸斷口SEM和金相組織觀察表明，在基體塑性較好的復(fù)合材料中，纖維／基體界面剝離現(xiàn)象不明顯，斷口附近的纖維斷裂較明顯，這表明纖維起到強化作用；基體塑性較差的復(fù)合材料中，纖維／基體界面剝離現(xiàn)象嚴(yán)重，斷口附近纖維斷裂不明顯，說明纖維沒有完全起到強化作用。本試驗制備的某型號增壓柴油機復(fù)合材料活塞，臺架試驗的初步結(jié)果良好