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

1、非連續(xù)增強鋁基復合材料因具有比重小、強度大、彈性模量高、耐磨及對環(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)代技術領域有著極其廣闊的應用前景，但由于大量脆性增強相的存在，鋁基復合材料的室溫斷裂韌性以及可加工性都較差。本文在WDE-200拉伸機上采用單向高溫拉伸試驗，對噴射沉積 7075Al/SiC<,p>。復合材料板材的高溫變形和斷裂行為進行研究，變形溫度為300℃～450℃，應變速率為0.001～0.1s<'-1>，使用Leit

2、z MM-6臥式金相顯微鏡和JSM-6700F掃描電鏡對其變形組織和拉伸斷口進行觀察。另外，通過對噴射沉積7075Al/SiC<,p>復合材料板材分別進行固溶、固溶時效熱處理，研究了熱處理對其高溫變形及斷裂行為的影響。 1．噴射沉積7075Al/SiC<,p>復合材料板材的流變應力隨著變形溫度的升高而降低，隨著應變速率的增加而增加。變形初期，材料的流變應力隨變形程度的增加，表現(xiàn)出明顯的應變硬化趨勢，其后由于發(fā)生軟化抵消過程，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．通過對噴射沉積7075Al/SiC<,p>復合材料板材高溫拉伸實驗得到的流變應力的分析，材料的應變速率敏感系數(shù)m最大值僅為0.22，遠低于超塑性材料；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模型和溫度補償?shù)膽兯俾室蜃覼參數(shù)值模型描述對噴

4、射沉積7075Al/SiC<,p>復合材料板材的高溫變形行為，得到了材料流變應力本構方程：ε=4.28×10<'14>σ<'5.06>exp(-332×10<'3>/RT) 3．對高溫拉伸后SiC顆粒以及基體合金微觀組織進行觀察發(fā)現(xiàn)，在變形溫度高和變形速率降低時，SiC顆粒分布較為均勻，且破碎程度大，顆粒得到細化。隨著應變速率的增加，基體晶粒尺寸由粗大逐步細小，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。 4．經固溶、固溶時效熱處理后噴射沉積7075Al/SiC<,p>復合材料板材與熱軋態(tài)時具有一致的流變應力變化規(guī)律，但材料所表現(xiàn)出來的硬化趨勢減緩，斷裂趨勢則加快。材料的抗拉強度、屈服強度得到一定提高，這主要是固溶、沉淀、細化等強化的結果；材料的延伸率降低，但仍可保持 10％以上，應變速率敏感系數(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。經過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微的二次粒子。 5．通過對噴射沉積7075Al/SiC<,p>復合材料板材的高溫拉伸斷口觀察，研究了其高溫斷裂機理：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生微裂紋，然后微裂紋擴展是材料發(fā)生最終斷裂的主要原因。 通過對不同熱處理狀態(tài)噴射沉積7075Al/SiC<,p>復合材料板材高溫拉伸后的斷口對比觀察發(fā)現(xiàn)，熱軋態(tài)時韌窩深