SiCp-Al復(fù)合材料的熱變形組織演變及動態(tài)再結(jié)晶行為研究.pdf

1、針對航空航天領(lǐng)域?qū)p質(zhì)、低膨脹、高強(qiáng)度性能的需要，本文采用粉末冶金法制備了體積分?jǐn)?shù)為30％，顆粒尺寸為3.5?m的SiCp/Al復(fù)合材料。由于復(fù)合材料中含有硬脆質(zhì)增強(qiáng)體顆粒，給復(fù)合材料的二次加工帶來了困難。因此，深入研究復(fù)合材料的熱變形行為具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。
　　本文針對 SiCp/Al復(fù)合材料的熱變形工藝設(shè)計問題，通過在 Gleeble-1500D熱模擬實驗機(jī)上進(jìn)行熱壓縮變形實驗，變形溫度為623-773K、應(yīng)變速率

2、為0.01-10s-1。運(yùn)用金相顯微鏡、掃描電鏡和透射電鏡等分析手段探明了 SiCp/Al復(fù)合材料的顯微組織演變規(guī)律。根據(jù)應(yīng)力-應(yīng)變曲線構(gòu)建復(fù)合材料的動態(tài)再結(jié)晶模型。
　　對 SiCp/Al復(fù)合材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線研究發(fā)現(xiàn)，該復(fù)合材料的流變應(yīng)力均隨變形溫度升高或應(yīng)變速率的降低而減小。采用線性回歸方法，建立了關(guān)于峰值應(yīng)力與變形溫度和應(yīng)變速率的本構(gòu)方程，并計算出該材料的熱變形激活能。
　　對 SiCp/Al復(fù)合材料熱變形后的透射

3、圖研究表明：隨著應(yīng)變速率的降低或變形溫度的升高，動態(tài)再結(jié)晶晶粒開始出現(xiàn)并逐漸長大。結(jié)合 Z參數(shù)分析了熱變形的微觀組織演變。SiCp/Al復(fù)合材料熱變形過程中的軟化機(jī)制包括動態(tài)回復(fù)和動態(tài)再結(jié)晶，其中，動態(tài)再結(jié)晶形核機(jī)制包括亞晶合并、亞晶長大和晶界弓出機(jī)制。Z參數(shù)可以作為判斷SiCp/Al復(fù)合材料軟化機(jī)制的條件，當(dāng)Z參數(shù)較高時，軟化機(jī)制同時存在有動態(tài)回復(fù)和動態(tài)再結(jié)晶。當(dāng) lnZ值低于57.3275時，動態(tài)再結(jié)晶占主導(dǎo)地位。
　　SiC

4、p/Al復(fù)合材料發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶時，其動態(tài)再結(jié)晶臨界應(yīng)變對應(yīng)?-?曲線拐點(diǎn)，且在???/????曲線上出現(xiàn)最小值。通過對 lnθ-ε曲線及(??(ln?)/??)??)曲線分析，可以得出同樣的結(jié)論。利用兩種方法可以求出臨界應(yīng)變，分析兩組數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)兩種數(shù)據(jù)基本吻合且兩種方法均可行。
　　研究了 SiCp/Al復(fù)合材料的動力學(xué)模型及其動態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸模型。結(jié)果表明，SiCp/Al復(fù)合材料的動態(tài)再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)隨變形溫度升高和應(yīng)變速率降低而