脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)處理顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的微觀組織和力學(xué)性能研究.pdf

1、本文以Al-Zn-Mg-Cu為基體合金，以Al-Ti-Zr-O為反應(yīng)體系，采用熔體直接反應(yīng)法，制備了混雜顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，顆粒種類包括Al2O3陶瓷顆粒和Al3Ti、Al3Zr和Al3(TixZr1-x)(0＜x＜1)金屬間化合物顆粒。通過調(diào)整磁感應(yīng)強(qiáng)度、脈沖數(shù)、以及試樣與磁力線的位相關(guān)系，研究不同脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)處理參數(shù)下復(fù)合材料的微觀組織和力學(xué)性能的演變。利用金相顯微鏡(OM)、透射電鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)和X射線應(yīng)力測(cè)定儀

2、等現(xiàn)代分析手段，研究脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)處理對(duì)復(fù)合材料的顯微組織以及殘余應(yīng)力的影響，還研究了其力學(xué)性能的變化規(guī)律，進(jìn)行了機(jī)制分析。
　　研究脈沖磁場(chǎng)處理對(duì)復(fù)合材料微觀組織的影響，其結(jié)果顯示:脈沖磁場(chǎng)處理后，隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度（2T、3T和4T）和脈沖數(shù)(30、40和50)的增加材料內(nèi)部的位錯(cuò)密度增加，表現(xiàn)為透射圖中位錯(cuò)密度增大和衍射圖中半高寬增大。其原因主要來(lái)自磁致塑性效應(yīng)。該效應(yīng)的作用機(jī)理為:減少位錯(cuò)形核能、增加位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)靈活性并提高位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)來(lái)

3、加速應(yīng)力釋放過程。當(dāng)增加磁場(chǎng)作用時(shí)間，或者當(dāng)基體中有大量異相顆粒或合金元素時(shí)，能夠使磁致塑性效應(yīng)的敏感性增加。脈沖磁場(chǎng)沖擊處理后，不同磁感應(yīng)強(qiáng)度、不同位相條件下的試樣中有形貌特征多樣的位錯(cuò)，其變化來(lái)自于塑性變形過程機(jī)制。
　　研究脈沖磁場(chǎng)處理對(duì)復(fù)合材料殘余應(yīng)力的影響的結(jié)果顯示:在只考慮磁感應(yīng)強(qiáng)度的影響下，材料內(nèi)的殘余應(yīng)力存在一個(gè)先減小再增大的趨勢(shì)，在只考慮脈沖數(shù)的條件下，材料內(nèi)的殘余應(yīng)力有先增大再減小的趨勢(shì)，最低殘余應(yīng)力對(duì)應(yīng)的工藝

4、參數(shù)為:3T和30個(gè)脈沖，此時(shí)殘余應(yīng)力值為-1MPa。在只考慮位相的影響下，平行的位相，也就是磁力線方向與最大主應(yīng)力方向相垂直時(shí)，相對(duì)于垂直位相，材料內(nèi)部的殘余應(yīng)力減少了30％。脈沖磁場(chǎng)處理能夠在一定程度上消除材料的殘余應(yīng)力，改善材料的尺寸穩(wěn)定性。
　　研究脈沖磁場(chǎng)處理對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響，結(jié)果顯示:隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度和脈沖數(shù)的增加，材料的力學(xué)性能均有所提高，表現(xiàn)為硬度的增大和抗拉強(qiáng)度的提高。在4T、30個(gè)脈沖的處理?xiàng)l件下，材料的