噴射沉積7075Al-SiC-,p-復(fù)合材料板高溫拉伸變形與斷裂行為研究.pdf

1、非連續(xù)增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料因具有比重小、強(qiáng)度大、彈性模量高、耐磨及對(duì)環(huán)境穩(wěn)定等優(yōu)良綜合性能，以至在航空、航天、汽車等現(xiàn)代技術(shù)領(lǐng)域有著極其廣闊的應(yīng)用前景，但由于大量脆性增強(qiáng)相的存在，鋁基復(fù)合材料的室溫?cái)嗔秧g性以及可加工性都較差。本文在WDE-200拉伸機(jī)上采用單向高溫拉伸試驗(yàn)，對(duì)噴射沉積 7075Al/SiC<,p>。復(fù)合材料板材的高溫變形和斷裂行為進(jìn)行研究，變形溫度為300℃～450℃，應(yīng)變速率為0.001～0.1s<'-1>，使用Leit

2、z MM-6臥式金相顯微鏡和JSM-6700F掃描電鏡對(duì)其變形組織和拉伸斷口進(jìn)行觀察。另外，通過(guò)對(duì)噴射沉積7075Al/SiC<,p>復(fù)合材料板材分別進(jìn)行固溶、固溶時(shí)效熱處理，研究了熱處理對(duì)其高溫變形及斷裂行為的影響。 1．噴射沉積7075Al/SiC<,p>復(fù)合材料板材的流變應(yīng)力隨著變形溫度的升高而降低，隨著應(yīng)變速率的增加而增加。變形初期，材料的流變應(yīng)力隨變形程度的增加，表現(xiàn)出明顯的應(yīng)變硬化趨勢(shì)，其后由于發(fā)生軟化抵消過(guò)程，增幅

3、逐步緩慢，最終處于一定的穩(wěn)態(tài)流變，直到材料發(fā)生斷裂。 2．通過(guò)對(duì)噴射沉積7075Al/SiC<,p>復(fù)合材料板材高溫拉伸實(shí)驗(yàn)得到的流變應(yīng)力的分析，材料的應(yīng)變速率敏感系數(shù)m最大值僅為0.22，遠(yuǎn)低于超塑性材料；材料的延伸率隨著變形溫度的提高和變形速率的降低而提高，在應(yīng)變速率為0.001s<'-1>，變形溫度為450℃可獲得最大延伸率為 71.07％?？捎肞ower-Arrhenius模型和溫度補(bǔ)償?shù)膽?yīng)變速率因子Z參數(shù)值模型描述對(duì)噴

4、射沉積7075Al/SiC<,p>復(fù)合材料板材的高溫變形行為，得到了材料流變應(yīng)力本構(gòu)方程：ε=4.28×10<'14>σ<'5.06>exp(-332×10<'3>/RT) 3．對(duì)高溫拉伸后SiC顆粒以及基體合金微觀組織進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)，在變形溫度高和變形速率降低時(shí)，SiC顆粒分布較為均勻，且破碎程度大，顆粒得到細(xì)化。隨著應(yīng)變速率的增加，基體晶粒尺寸由粗大逐步細(xì)小，基體表面空洞增多；而隨著變形溫度的升高，基體晶粒逐漸變大，形核減少。

5、晶粒沿平行于拉伸的方向被拉長(zhǎng)。 4．經(jīng)固溶、固溶時(shí)效熱處理后噴射沉積7075Al/SiC<,p>復(fù)合材料板材與熱軋態(tài)時(shí)具有一致的流變應(yīng)力變化規(guī)律，但材料所表現(xiàn)出來(lái)的硬化趨勢(shì)減緩，斷裂趨勢(shì)則加快。材料的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度得到一定提高，這主要是固溶、沉淀、細(xì)化等強(qiáng)化的結(jié)果；材料的延伸率降低，但仍可保持 10％以上，應(yīng)變速率敏感系數(shù)m也逐步降低，而熱激活能Q逐步提高，表明材料的可加工性變差，但綜合性能得到提升。經(jīng)過(guò)固溶熱處理后在材料觀

6、察不到明顯粗大的二相粒子，固溶時(shí)效熱處理后，可在材料中觀察到大量的橢圓狀析出相以及細(xì)微的二次粒子。 5．通過(guò)對(duì)噴射沉積7075Al/SiC<,p>復(fù)合材料板材的高溫拉伸斷口觀察，研究了其高溫?cái)嗔褭C(jī)理：顆粒斷裂、從基體中拔出、顆粒與基體發(fā)生脫粘以及基體本身產(chǎn)生微裂紋，然后微裂紋擴(kuò)展是材料發(fā)生最終斷裂的主要原因。 通過(guò)對(duì)不同熱處理狀態(tài)噴射沉積7075Al/SiC<,p>復(fù)合材料板材高溫拉伸后的斷口對(duì)比觀察發(fā)現(xiàn)，熱軋態(tài)時(shí)韌窩深