纳米SiCp/108Al复合材料的组织与性能

采用粉末冶金法制备了不同体积分数SiC颗粒增强的纳米SiCp/108Al复合材料。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对复合材料的微观组织及拉伸断口形貌进行了表征,测定了复合材料的相对密度、硬度、抗拉强度、屈服强度及延伸率,分析了纳米SiC颗粒体积分数对复合材料组织及性能的影响。分析结果表明:添加纳米SiC颗粒的SiCp/108Al复合材料组织明显细化,性能得到提高。当纳米SiC颗粒体积分数为2%时,复合材料组织的晶粒最细小,缺陷较少,同时纳米SiC颗粒分布均匀,复合材料的性能最佳,相对密度达到98%。复合材料的硬度达到102HV,抗拉强度达到348MPa,屈服强度达到229MPa,分别比108Al基体提高了34%、26%和43%。当纳米SiC颗粒体积分数较大时,SiC颗粒会出现明显团聚现象,导致复合材料的性能降低。     

搅拌摩擦加工制备铝基复合材料的组织和力学性能

采用搅拌摩擦加工方法制备铝基SiC复合材料,研究SiC颗粒在复合材料中的分布均匀性问题,并对复合材料的力学性能及断口形貌进行分析.结果表明:1、2、3道次加工后SiC颗粒在复合材料中出现漩涡状和带状团聚现象;经4道次搅拌摩擦加工后复合层中SiC颗粒均匀弥散分布在基体金属中,复合层组织发生明显细化;添加SiC颗粒4道次加工后复合材料显微硬度提高,抗拉强度降低.搅拌摩擦区的显微硬度平均值为68HV,为基体金属显微硬度(45HV)的1.5倍;抗拉强度降低为176MPa,为基体金属的81%;复合材料拉伸试样总体表现为韧性断裂,断裂机制包含韧性断裂以及SiC颗粒与基体结合界面的撕裂.     

Gd对Al-Cu-Gd合金微观组织与力学性能的影响

为改善铝铜合金铸件的综合性能,采用电阻炉熔炼制备Gd含量不同的Al-Cu-Gd合金,经金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、万能拉伸试验机和布氏硬度计测试分析,研究稀土元素Gd含量对合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:当稀土Gd的质量分数从0增加到0.3%,合金显微组织得到细化,达到0.3%时,细化效果最优,合金的硬度和抗拉强度及伸长率均达到最佳;当稀土Gd的质量分数达到0.5%时,合金的晶粒细化不明显,合金的硬度和抗拉强度及伸长率均降低。     

反复塑性变形法制备SiCp/AZ31镁基复合材料

采用反复塑性变形（RPW）技术,再结合挤压工艺可制备出SiC颗粒增强AZ31镁基复合材料,RPW次数和SiC颗粒的加入量对SiCP/AZ31镁基复合材料显微组织和性能的影响也得到了研究。研究结果表明,随着RPW次数的增加,SiC颗粒逐渐被细化并最终在基体中弥散分布,在RPW为300次时的力学性能最佳;随着SiC颗粒加入量的增加,其室温抗拉强度和硬度都逐渐增大,在SiC颗粒体积分数为6%时达到最大值,分别为371MPa和112。     

C_f表面修饰增强Mg_2Si-SiC复合材料的性能

用化学镀的方法对碳纤维表面进行镀铜处理,采用机械合金化+热压烧结的方法制备Cf/Mg2Si-SiC复合材料,研究碳纤维体积分数对该复合材料维氏硬度、强度、导电性能的影响.结果表明:碳纤维经表面镀Cu修饰后可以抑制其与Mg2Si的界面反应,SiC颗粒主要分布在Mg2Si的晶界处,碳纤维平直地分布在基体中并且与基体结合良好.随Cf体积分数的增加,Cf/Mg2Si-SiC复合材料的致密度减小,硬度、抗压强度、抗弯强度和电导率先增大后减小,Cf体积分数为3%时,Cf/Mg2Si-SiC复合材料具有最佳的综合性能,其强化机制主要是SiC的细晶强化、弥散强化和纤维拔出.     

封装SiCp/Cu复合材料组织性能研究

采用粉末冶金法制备SiC体积分数分别为20%、35%、50%的SiCp/Cu复合材料,并采用扫描电镜、热膨胀仪、热分析仪、洛氏硬度计等对其显微组织、热物理性能和力学性能进行表征。结果表明,随着SiCP含量升高,偏聚现象趋于明显,SiCp/Cu复合材料热导率减小,分别为167、145、130W/m·K,SiCp/Cu复合材料热膨胀系数分别为10.2×10-6、8.6×10-6、9.6×10-6 K-1,呈先减小后增大趋势;在SiCp/Cu复合材料中,当SiC体积分数小于35%时,其硬度值变化取决于SiCp含量,当SiC体积分数大于35%时,其硬度值取决于致密度。     

热处理工艺对Mg-RE-Zn-Zr系合金显微组织及力学性能的影响

通过气体保护制备了Mg-RE-Zn-Zr[RE-Ce-40La（wt％）的富铈稀土]合金,并对合金进行了热处理,测试了不同状态下合金的硬度、抗拉强度及伸长率等力学性能,采用光学显微镜、X射线衍射仪及扫描电镜对合金显微组织、拉伸断口进行了分析。结果发现,采用T6热处理工艺后,合金的晶粒尺寸明显细化,硬度、抗拉强度、屈服强度和伸长率显著提高,分别提高了11％,24％,7．3％和102％。     

压铸TiC/Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg复合材料的拉伸性能

利用熔铸——原位反应和压铸成形技术制备了TiC/Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg复材料,测试了复合材料的拉伸性能。结果表明：TiC/Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg复合材料的室温极限拉伸强度为354MPa,比基体合金提高26%;260℃时复合材料的极限拉伸强度为272MPa,比基体合金提高46%。复合材料的延伸率与Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg合金相当。讨论了进一步提高熔铸——原位反应TiC/Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg复合材料拉伸强度的途径。     

Cr_2AlC颗粒增强Cu基复合材料的制备与性能表征

采用热压烧结方法制备以三元层状碳化物陶瓷Cr2AlC为增强相的Cu-Cr2AlC复合材料.利用X射线衍射(XRD)和光学显微镜研究复合材料的物相组成和组织形貌;利用维氏硬度仪和万能试验机测试其维氏硬度和抗拉力学性能;利用扫描电镜观察样品拉伸断口形貌.结果表明,当Cr2AlC的体积分数为20%时增强效果最佳,屈服强度和抗拉强度分别达到230和315MPa;Cu基体晶粒细化及增强颗粒与基体之间良好的界面结合是材料强化的主要原因.     

发动机缸盖用铸造铝硅合金的成分优化与组织性能研究

采用正交试验对ZL101合金进行了成分优化设计，并分析了合金元素对铝硅合金力学性能的影响.对改良后的合金进行了热处理工艺研究，其最佳热处理工艺条件为：500 ℃×5.5 h+180 ℃×5 h.研究结果表明，改良合金在铸态下的力学性能为：抗拉强度为244.57 MPa，伸长率为5.95%，硬度为75.1 HB；在T6态下的力学性能为：抗拉强度为397.92 MPa，伸长率为4.68%，硬度为141.2 HB.     

聚苯酯对Ekonol/POM复合材料力学性能的影响

用转矩流变仪共混-模压成型方法制备了Ekonol / POM复合材料,在对复合材料的力学性能(含拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、压缩强度和断裂强度)以及显微硬度进行测试的基础上,考察了聚苯酯的含量对于复合材料力学性能的影响.结果表明, Ekonol的最佳含量为20%(质量分数),此时,复合材料的压缩强度比POM提高42.4%,显微硬度提高24.7%.而其拉伸强度、弯曲强度、冲击强度和断裂强度有所降低,但并不妨碍其作为结构零件使用.     

Zr添加量对Mg-6Zn镁合金组织的影响

采用光学显微镜及万能力学拉伸试验机研究Zr质量分数(0.3%,0.6%,0.9%)对Mg-6Zn合金铸态、热处理后显微组织及力学性能的影响.研究结果表明:加入Zr元素后,合金的组织由树枝状转为颗粒状并分布于晶界,Zr质量分数增加到0.9%时,晶粒边界出现组织富集,质量分数为0.6%时合金则分布均匀.铸态及热处理条件下,合金的抗拉强度均呈现先上升后下降的变化趋势,含Zr质量分数0.6%时,合金的力学性能最高,铸态拉伸强度达到249 MPa,热处理后则为274 MPa.采用等温热处理法研究合金非枝晶组织随保温温度及保温时间的变化规律,保温温度620℃,保温时间30min时,含Zr质量分数0.6%的合金非枝晶组织圆整、细小.     

Zr含量对医用Mg-5.5Zn-0.15Ca合金组织和性能的影响

在专用熔剂覆盖和氩气保护下制备Mg-5.5Zn-0.15Ca、Mg-5.5Zn-0.15Ca-0.5Zr、Mg-5.5ZnCa-0.6Zr、Mg5.5Zn-0.15Ca-0.7Zr、Mg-5.5Zn-0.15Ca-0.8Zr镁合金.采用光学显微镜、X射线衍射仪、室温力学测试设备对合金的显微组织与力学性能进行分析,研究Zr元素对热处理前后合金晶粒大小及铸态力学性能的影响.显微组织观察表明:Zr能显著地细化Mg-5.5Zn-0.15Ca合金的晶粒,随Zr元素含量的增加,合金的抗拉强度和伸长率均得到较大提高.     

玻璃纤维和石墨增强PTFE复合材料的力学性能

通过机械混合、冷压和烧结成型制备了不同质量分数(5%～30%)的玻纤和石墨填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料.测试了不同样品的拉伸、冲击和硬度等力学性能,利用扫描电镜对冲击断面形貌进行观察.结果表明:加入玻纤后,拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度迅速下降,弹性模量增加,材料呈脆性;材料硬度随玻纤加入量增加而增加,随软质石墨的加入量增加而减小;玻纤改性处理,会提高复合材料硬度;石墨对材料冲击韧性影响较小,少量加入时对拉伸强度影响也较小;质量分数10%的石墨和20%的玻纤填充增强PTFE复合材料的综合力学性能较好.     

封装SiCp/Cu复合材料组织性能研究

采用粉末冶金法制备SiC体积分数分别为20％、35％、50％的SiCp/Cu复合材料,并采用扫描电镜、热膨胀仪、热分析仪、洛氏硬度计等对其显微组织、热物理性能和力学性能进行表征.结果表明,随着SiCp含量升高,偏聚现象趋于明显,SiCp/Cu复合材料热导率减小,分别为167、145、130 W/m·K,SiCp/Cu复合材料热膨胀系数分别为10.2×10-6、8.6×10-6、9.6×10-6 K-1,呈先减小后增大趋势;在SiCp/Cu复合材料中,当SiC体积分数小于35％时,其硬度值变化取决于SiCp含量,当SiC体积分数大于35％时,其硬度值取决于致密度.     

SiC颗粒增强铝基复合材料断裂韧性的研究进展

介绍了SiC颗粒增强铝基复合材料断裂韧性的研究现状,着重分析了基体合金成分、SiC颗粒体积分数、颗粒粒度形貌、界面性质以及热处理工艺对复合材料断裂韧性的影响,并对SiC复合材料的研究进行了探讨和展望。     

FSP制备TiO2铝基复合材料的组织与性能研究

为了解决铝基复合材料强韧性的问题,采用搅拌摩擦加工(friction stir processing, FSP)的方法制备TiO₂铝基复合材料。分别采用显微组织观察试验、拉伸试验和显微硬度试验等方法,对复合材料的强化机理、显微组织以及力学性能进行表征与分析。结果表明,TiO₂的加入对复合材料具有细化晶粒作用,FSP改变了铝合金的结晶形式,由无形核的连续性动态再结晶转变为颗粒刺激形核机制;FSP制备TiO₂铝基复合材料的抗拉强度及显微硬度均得到了提高,当添加量达到4.8%(质量分数)时,复合材料的抗拉强度达到456 MPa,硬度值达到130 HV,与未添加颗粒相比较,分别提高了17%和16%,而延伸率仅下降了4%。FSP制备TiO₂铝基复合材料不仅可以有效提高力学性能,可以改善强韧性不匹配的问题,研究结果可为新型复合材料的应用提供理论基础和技术参考。     

热处理工艺对40CrNiMoA合金组织及力学性能的影响

为了提高矿用链轮耐磨性,延长其使用寿命,选取电渣离心铸造40CrNiMoA合金链轮件作为母材,研究热处理工艺对40CrNiMoA合金组织和力学性能的影响。采用正交试验法,研究不同热处理工艺对合金显微硬度、摩擦磨损及拉伸强度等力学性能的影响,并将测试结果进行极差分析和综合加权评分计算,得出最优热处理工艺参数,最后进行试验验证。结果表明,正交试验法得到的最优热处理工艺为880℃淬火0.5 h, 600℃高温回火2 h,样品热处理后的组织主要为回火索氏体,维氏硬度为364 HV,抗拉强度为1 166 MPa,磨损率为0.427×10^-4 mm³/(N·m);验证试验结果与正交试验分析结果相近,且热处理后的样品性能可达到使用要求。研究结果可为矿用链轮件热处理工艺提供理论依据,对有效解决链轮耐磨性和使用寿命问题具有参考价值。     

纳米SiC增强ZGMn13Cr2组织和性能

采用中间合金法制备了纳米SiC强化ZGMn13Cr2样品。研究了添加纳米SiC对ZGMn13Cr2样品显微组织和力学性能的影响。研究结果表明:经改性纳米SiC粉末强化处理后的超高锰钢的组织有显著改善,力学性能明显提高,当SiC含量为0.3‰时,硬度和冲击吸收功分别提高了11%和12%。通过扫描电镜和能谱分析可以得出:SiC分解为Si和C存在于奥氏体基体中,并促进碳化物弥散分布于基体上,起到强化基体的作用。     

编织结构三维仿真及其对C/SiC复合材料性能的影响

以连续碳纤维增强的碳化硅复合材料为研究对象,利用计算机仿真技术实现了纤维预制体结构的三维仿真;同时采用CVD PIP联合工艺制备了2.5D与三维四向2种结构的C/SiC复合材料,研究了预制体结构与复合材料力学性能之间的关系。结果表明:三维四向编织结构C/SiC复合材料的x向弯曲强度达到399.2 MPa,层间剪切强度达到38.1 MPa,断裂韧性达到16.0 MPa.m1/2,各项力学性能均高于2.5D编织结构的C/SiC复合材料的力学性能。