原位生成Mg2Si顆粒增強(qiáng)Al-17％Si復(fù)合材料的研究.pdf

1、具有良好的高溫力學(xué)性能及耐磨性等優(yōu)點(diǎn)的Mg2Si/Al-Si復(fù)合材料,因其工藝簡單,制備周期短,工業(yè)化生產(chǎn)潛力大且具有材料組成簡單,資源豐富,成本低廉等綠色特征,在工業(yè)領(lǐng)域有相當(dāng)廣闊的發(fā)展前景。但該顆粒增強(qiáng)Al基復(fù)合材料的顯微組織中大量粗大板塊狀Mg2Si增強(qiáng)相的存在,將極大的降低材料的各種性能,因此,本實(shí)驗(yàn)就是基于改善該材料凝固組織中增強(qiáng)體的形狀、尺寸的目的,通過原位生成技術(shù)研究了不同Mg加入量對該復(fù)合材料凝固組織中Mg2Si增強(qiáng)相顆

2、粒的形貌及尺寸的影響規(guī)律及其對該材料力學(xué)性能的影響;不同鑄造工藝參數(shù)(等溫保溫、冷卻方式等)對該復(fù)合材料組織形貌及其性能的影響;電磁攪拌工藝對該類材料凝固組織及其性能的影響以及熱處理工藝參數(shù)對該復(fù)合材料的凝固組織和對其力學(xué)性能的影響。取得了以下研究成果:
　　不同鑄造工藝參數(shù)對Mg2Si/Al-Si復(fù)合材料中增強(qiáng)體的形貌及材料力學(xué)性能有明顯影響。本實(shí)驗(yàn)條件下,獲得的最佳制備工藝為在690℃條件下澆注,金屬型水冷后獲得該材料的凝固組

3、織和力學(xué)性能最好,該條件下初生Mg2Si相的平均尺寸為19.3μm,形狀因子為0.58,布氏硬度(HB)為98.5,單位距離的磨損量為4.33×10-4g/m。
　　不同鎂加入量對Mg2Si/Al-Si復(fù)合材料中增強(qiáng)體形貌和材料相關(guān)力學(xué)性能有明顯影響。本實(shí)驗(yàn)條件下,最佳的Mg的加入量為11％,其凝固組織中初生Mg2Si相的平均尺寸是23.4μm,形狀因子達(dá)到0.49,布氏硬度為97.5,單位距離的磨損量為4.81×10-4g/m。

4、
　　在本研究中,經(jīng)不同條件下固液相區(qū)等溫保溫處理Mg2Si/Al-Si復(fù)合材料后獲得的最適宜工藝為在615℃條件下保溫300s,其顆粒尺寸最小,圓整度最好,平均等徑圓直徑約為24.6μm,形狀因子約為0.67;該條件下獲得的復(fù)合材料的硬度和耐磨性最好,硬度(HB)為107.5,單位距離的磨損量為2.46×10-4g/m。
　　電磁攪拌處理能有效改善凝固組織中Mg2Si相的形貌,在電磁攪拌的作用下,該增強(qiáng)相將由不規(guī)則小塊狀或