| 题名 | 固溶处理对粉末触变成形SiC_p/2024Al基复合材料组织、力学性能及强化机理的影响 |
| 作者 | 王张军 |
| 答辩日期 | 2018 |
| 导师 | 陈体军 |
| 关键词 | 粉末触变成形 SiC_p/Al基复合材料 固溶处理 微观组织 力学性能 断裂行为 强化模型 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 碳化硅颗粒增强铝基复合材料（Si Cp/Al）因具有低密度、高比强度、高比刚度以及良好的耐磨性,在航空航天、汽车以及电子等领域有着广阔的发展前景。但传统制备技术难以低成本地制造出Si Cp分布均匀的复合材料材料,且由于硬质增强体Si Cp的加入,材料表现出很差的塑性,限制了其发展和应用。众所周知,热处理在一定程度上不仅可以提高复合材料的强度,而且也可以提高复合材料的延伸率。因此,本文采用粉末触变成形技术制备了Si Cp/2024Al基复合材料,并研究了固溶处理对该材料微观组织和力学性能的影响,同时通过拉伸断口形貌、侧剖面以及原位拉伸分析了固溶处理对该材料的断裂行为的影响,并提出了一种微观力学强化模型来预测复合材料屈服强度,同时与粉末触变成形2024铝合金和金属型铸造2024铝合金进行了对比研究。主要研究成果如下:Si Cp/2024Al基复合材料的微观组织主要由球状或者近球状的初生α-Al颗粒、均匀分布的Si Cp以及网状的二次凝固组织组成,抗拉强度（σb）、屈服强度(σ0.2)分别达到350MPa、245MPa,相比于PTF-2024铝合金(σb=305MPa、σ0.2=207MPa)分别提高了14.8%、18.4%。而延伸率却从11.2%降低到4.4%。在固溶过程中,Si Cp/2024Al基复合材料的组织演变可分为两个阶段:第一阶段为共晶θ-Al2Cu相和S-Al2CuMg相的快速溶解,初生α-Al颗粒和二次初生α-Al颗粒快速合并长大。第二阶段为共晶θ、S相的缓慢溶解和晶粒的正常长大。与2024铝合金相比,复合材料的组织演变速率较慢。复合材料的最佳固溶工艺参数为490℃×6h,在此条件下,复合材料的抗拉强度达到398MPa、屈服强度为320MPa、延伸率为8.45%,相比于成形态复合材料分别增加了13.7%、30.6%、92%。2024铝合金在490℃×3h下力学性能达到峰值,抗拉强度为350MPa、屈服强度为285MPa、延伸率为17.5%,与成形态相比分别提高了14.6%、37.7%和56.3%。固溶处理后,相比于基体合金,复合材料延伸率提高较为明显。成形态Si Cp/2024Al基复合材料的断裂方式为沿晶断裂模式,当固溶温度升高到475℃时,复合材料的断裂模式转变为沿晶和穿晶断裂为主的混合断裂方式,继续升高温度到505℃,断裂模式又转变为以沿晶断裂方式为主。充分考虑到固溶强化和Si Cp在拉伸过程中的失效这两个因素对复合材料屈服强度的影响,提出了一种基于荷载传递机制的微观力学强化模型。该模型计算出的理论屈服强度值和实验结果吻合较好。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 63 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/93659]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王张军. 固溶处理对粉末触变成形SiC_p/2024Al基复合材料组织、力学性能及强化机理的影响[D]. 2018. |
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