粉末半固態(tài)觸變擠壓SiCp-2024復(fù)合材料組織和力學(xué)性能的研究.pdf

1、相比鋁合金基體，SiCp/Al復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能，在航空航天、軍事、電子、汽車制造等方面得到了廣泛的應(yīng)用。但由于傳統(tǒng)制備 SiCp/Al復(fù)合材料的方法存在各自的缺點(diǎn)，而限制了其大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。比如：攪拌鑄造法生產(chǎn)的SiCp/Al復(fù)合材料往往存在增強(qiáng)顆粒分布不均勻，而且制備的復(fù)合材料也需要后續(xù)的二次加工才能得到性能及形狀合格的產(chǎn)品。粉末半固態(tài)觸變擠壓成形是一種集粉末冶金、半固態(tài)加工技術(shù)和擠壓技術(shù)于一體的材料加工新工藝，使用該工

2、藝可一次性成形出 SiCp/Al復(fù)合材料的管、棒類制品，并且制備的材料具有顯微組織均勻、少偏析、界面結(jié)合良好等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)因加工過程合金處于半固態(tài)，也降低了對(duì)設(shè)備的要求。目前我國(guó)已有粉末擠壓成形技術(shù)制備復(fù)合材料的報(bào)告，但是有關(guān)粉末半固態(tài)觸變擠壓制備 SiCp/2024鋁基復(fù)合材料的研究報(bào)道較少。
　　本文采用XRD、SEM分析、密度分析、布氏硬度、拉伸力學(xué)性能測(cè)試等手段，主要研究了半固態(tài)等溫溫度、等溫時(shí)間及模具溫度對(duì)粉末半固態(tài)觸變擠

3、壓制備2024合金棒材及SiCp/2024復(fù)合材料的組織及力學(xué)性能的影響規(guī)律，以及增強(qiáng)體 SiC的粒徑大小、體積分?jǐn)?shù)含量對(duì)SiCp/2024復(fù)合材料力學(xué)性能的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:
　?。?）粉末半固態(tài)擠壓制備2024合金沿?cái)D壓方向的顯微組織呈現(xiàn)明顯的擠壓流線。隨著取樣部位由邊緣往中心移動(dòng)，形成擠壓流線的趨勢(shì)逐漸減弱。擠壓材的力學(xué)性能隨著半固態(tài)等溫溫度、等溫時(shí)間和模具溫度的逐漸升高，均呈先升高后降低的趨勢(shì)。當(dāng)半固態(tài)等溫溫度為57

4、0℃，等溫時(shí)間為70min，模具溫度為450℃時(shí)，成形的2024擠壓材力學(xué)性能最好，抗拉強(qiáng)度達(dá)到368Mpa，延伸率達(dá)到17.1％，硬度達(dá)到107HV。
　?。?）粉末半固態(tài)擠壓制備的SiCp/2024復(fù)合材料中SiC均勻分布，僅僅在局部微小范圍內(nèi)有小量團(tuán)聚。此外，SiC顆粒長(zhǎng)軸方向有明顯的平行于觸變擠壓方向的特點(diǎn)。復(fù)合材料的力學(xué)性能與半固態(tài)等溫溫度、等溫時(shí)間以及模具溫度息息相關(guān)。當(dāng)半固態(tài)等溫溫度為590℃，等溫時(shí)間為80min，