噴射沉積SiC-,p--FVS0611復(fù)合材料板材熱加工及組織性能的研究.pdf

1、為了進一步提高Al-Fe-V-Si系合金的力學性能，在該系合金中加入SiC顆粒進行增強，這不僅可以提高材料的楊氏模量、耐磨性，還可以提高材料的室溫和高溫強度。本文研究了多層噴射共沉積SiCp/FVS0611復(fù)合材料擠壓和熱壓致密化工藝，采用單向熱壓工藝有效地解決致密化過程中復(fù)合材料板材中SiC顆粒聚集的問題，并且使復(fù)合材料在熱壓后基本達到致密。通過后續(xù)的熱軋工藝制備出了性能優(yōu)良的復(fù)合材料板材。此外，還研究了SiCp/FVS0611復(fù)合材

2、料的顯微組織、斷裂機制、力學性能、強化機理、熱穩(wěn)定性能以及耐腐蝕性能等。通過對SiCp/FVS0611復(fù)合材料的系統(tǒng)研究，得出如下結(jié)論： 1.噴射沉積SiCp/Al-6.5Fe-0.6V-1.3Si復(fù)合材料經(jīng)擠壓致密后SiC分布成流線型并且有大量的SiC聚集到板面上，SiC與Al基體分層比較明顯；而SiCp/Al-6.5Fe-0.6V-1.3Si復(fù)合材料經(jīng)熱壓致密后并未出現(xiàn)SiC顆粒與Al基體的分層，并且SiC顆粒分布比較均勻。

3、擠壓致密和熱壓致密后，該復(fù)合材料的致密度分別達到99.5％和99.1％，均基本達到全致密。 2.軋制工藝進一步提高了SiCp/Al-6.5Fe-0.6V-1.3Si復(fù)合材料的致密度。在軋制過程中，熱擠壓后再軋制的復(fù)合材料板材的密度先降低再升高，而熱壓后再軋制的板材的密度變化是先升高再降低再升高。熱擠壓后再軋制的SiCp/Al-6.5Fe-0.6V-1.3Si復(fù)合材料保留了擠壓組織，SiC顆粒分層明顯，大量的SiC顆粒仍聚集在兩個

4、板面上；而熱壓后再軋制的復(fù)合材料中SiC顆粒層間距減小，SiC顆粒的分布趨向于更加均勻的狀態(tài)。 3.SiCp/Al-6.5Fe-0.6V-1.3Si復(fù)合材料是由α-Al、α-Al12(Fe,V)3Si以及β-SiC組成的。Al晶粒尺寸約為600nm.800nm，而彌散分布的近球形的粒子為Al12(Fe，V)3Si第二相，其尺寸約為50-100nm，且主要沿晶界分布，密集處的Al12(Fe，V)3Si相互接觸，有少量位于晶粒內(nèi)部，

5、且第二相的體積分數(shù)達20％以上。在室溫條件下，該復(fù)合材料的抗拉強度為420MPa，隨著溫度的升高，抗拉強度逐漸降低，當溫度達到315℃時，抗拉強度為230 MPa，溫度達到400℃時，抗拉強度仍高達141MPa。當550℃退火200小時后，該復(fù)合材料的室溫和高溫(315℃)拉伸強度仍高達402MPa和212.2MPa，同時隨著溫度的升高伸長率也逐漸降低。 4.該復(fù)合材料的斷裂是局部韌性斷裂和總體上的脆性斷裂相結(jié)合的復(fù)合斷裂方式。

6、脆性斷裂作為主要的斷裂方式不是因為基體合金的塑性有限，而是因為非連續(xù)的SiC增強顆粒對基體合金塑性流動的限制導(dǎo)致的，并在SiC顆粒周圍形成撕裂棱。 5.經(jīng)550℃熱暴露200h后，SiCp/FVS06ll復(fù)合材料的硬度降低不明顯，經(jīng)640℃熱暴露10h后，該復(fù)合材料的硬度迅速降低，且硬度降低的速度低于未加SiC顆粒強化的FVS0812合金，這說明SiC顆粒的加入對于提高合金的高溫熱穩(wěn)定性起到了重要作用，該復(fù)合材料具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定