7075-SiCp復合材料薄板的制備工藝研究.pdf

1、該文的主要內(nèi)容包括以下兩個方面:即擠壓、軋制工藝對噴射共沉積7075Al/SiCp復合材料的成形性能的影響和在塑性變形過程中增強相顆粒的流動與分布規(guī)律及其與基體的界面結(jié)合狀況;7075Al/SiCp復合材料薄板的熱處理工藝.(1)首先在YJ32-315A四柱液壓機上研究擠壓比、擠壓溫度和擠壓速度對圓棒的成形性能的影響,并取樣觀察陶瓷顆粒在擠壓過程中的流動與分布規(guī)律及其與基體的界面結(jié)合狀況.在1250T擠壓機上,進行大尺寸噴射共沉積707

2、5Al/SiCp復合材料板材的擠壓成形實驗,為后續(xù)的軋制工藝準備板材.實驗表明,噴射共沉積坯料采用擠壓比在8~10之間,擠壓溫度為400~410℃的擠壓工藝時材料成形性能較好,密度可達2.79×10<'3>kg/m<'3>,與理論密度2.86×10<'3>kg/m<'3>相比,致密度達到了97.5%,基本達到了使用要求.經(jīng)過擠壓加工后,在擠壓組織中形成了明暗交替的環(huán)狀亮帶組織;陶瓷顆粒沿擠壓方向呈流線型分布;7075Al/SiCp復合材

3、料中陶瓷顆粒與基體之間的界面達到了冶金結(jié)合,且界面清晰,也沒有發(fā)生任何有害界面反應.(2)考慮到擠壓態(tài)坯料中陶瓷顆粒分布的不均勻性,軋制坯料的取樣按兩種方式進行,即平行于擠壓方向和垂直于擠壓方向.按照雙輥熱軋機上板材軋制的方向與擠壓方向的關系,自行定義了三種軋制方式,即平行于擠壓方向為橫軋方式,垂直于擠壓方向為縱軋方式,在平行于和垂直于擠壓方向的兩個方向上交替進行的軋制方式為交叉軋制方式.研究了軋制方式、軋制溫度和道次壓下量等工藝參數(shù)對

4、7075Al/SiCp復合材料薄板成形性能的影響以及軋制工藝對陶瓷顆粒的流動與分布規(guī)律及其與基體的界面結(jié)合狀況的影響.研究結(jié)果表明,平行于擠壓方向取樣進行軋制更有利于板料的成形,材料的成形率較高.且在平行于擠壓方向取樣,軋制溫度為410℃時,采用交叉軋制的方式板料的軋制成形性能較好.多道次小變形量的變形制度也有利于提高7075Al/SiCp復合材料薄板的成形性能.軋制對擠壓過程形成的SiC顆粒的不均勻分布具有一定的改善作用,隨著變形量的

5、增加,SiC顆粒層狀分布現(xiàn)象有所改善,顆粒破碎的程度加劇;采用交叉軋制方式,可以得到比較好的顆粒分布與良好的界面結(jié)合狀況.但軋制工藝并不能完全改善擠壓工藝形成的SiC顆粒的不均勻分布.(3)該文根據(jù)常規(guī)7075鋁合金的熱處理工藝及對材料性能的要求,對7075Al/SiCp復合材料軋制態(tài)薄板的熱處理工藝進行了實驗研究.選擇450℃、455℃、460℃、465℃、470℃、475℃、480℃等溫度分別保溫10min、15min、20min、

6、25min、30min、40min和60min后迅速淬火,測試硬度值,研究了固溶處理對復合材料組織性能的影響,確定了復合材料的最佳固溶處理制度.然后,選擇了115℃、120℃、125℃三個溫度,時效時間為0~36個小時,研究時效處理對復合材料組織和性能的影響規(guī)律,并結(jié)合X衍射圖譜和透射電鏡的觀察結(jié)果,探討了7075Al/SiCp復合材料熱處理后的強化機制,根據(jù)拉伸斷口的掃描電鏡照片,分析了7075Al/SiCp復合材料的斷裂機制.實驗制

7、定了7075Al/SiCp復合材料軋制態(tài)薄板的最佳熱處理工藝,峰值時效析出強化相為η相(Mg<,2>Zn<,3>)和T相(Mg<,3>Zn<,3>Al<,2>).7075Al/SiCp復合材料軋制態(tài)薄板的強化機制是沉淀強化、細晶強化及SiC顆粒強化的綜合效果.且主要強化機制是沉淀強化.峰值時效析出細小的強化相,材料的屈服強度、抗拉強度以及延伸率等性能均得到了顯著提高.對熱處理前后拉伸試樣的斷口掃描發(fā)現(xiàn),7075Al/SiCp復合材料薄板