2024Al-Gr-SiCp復(fù)合材料熱處理工藝和耐熱性能研究.pdf

1、混雜增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料由于結(jié)合了不同增強(qiáng)相的優(yōu)點(diǎn)，具有優(yōu)異的綜合性能。眾多混雜增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料體系中，片狀石墨和SiC顆?；祀s增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料具有耐磨性能好、比強(qiáng)度高、阻尼性能優(yōu)異、機(jī)械加工性好等優(yōu)點(diǎn)，在國防軍工、交通車輛來等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景，但目前關(guān)于此類材料的報(bào)到較少。本文采用粉末真空熱壓法制備了2024Al/Gr/SiCp復(fù)合材料，研宄了該復(fù)合材料的熱處理工藝及耐熱性能，探討了熱處理工藝、熱暴露處理及石墨和S

2、iC顆粒體積分?jǐn)?shù)對材料的微觀組織和力學(xué)性能的影響。
　　開展了2024Al/Gr/SiCp復(fù)合材料的熱處理工藝研宄，探明了熱處理工藝規(guī)律，優(yōu)化了最佳工藝參數(shù)。結(jié)果表明：采用粉末真空熱壓及后續(xù)擠壓成形法制備的2024Al/Gr/SiCp復(fù)合材料厚板致密度達(dá)到了98％以上、增強(qiáng)相在基體中分布均勻。2024Al/Gr/SiCp復(fù)合材料與2024A1合金具有類似的時(shí)效硬度變化曲線，2024Al/Gr復(fù)合材料的峰值硬度均比基體合金低，202

3、4Al/Gr/SiCp復(fù)合材料的峰值硬度均比基體合金的高。加入的SiC顆粒及片狀石墨加速了第二相的時(shí)效析出，但SiC顆粒的加速效果比石墨的更明顯。2024Al/Gr/SiCp復(fù)合材料在175℃時(shí)的峰值時(shí)效時(shí)間為6h，比基體合金縮短了8h。峰值時(shí)效態(tài)2024Al/3Gr/10SiCp復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度及伸長率分別為387MPa、283MPa、5.7%。2024鋁合金基體的斷裂機(jī)制為韌性斷裂，2024Al/Gr/SiCp復(fù)合材料的

4、斷裂機(jī)制為基體韌性斷裂及石墨斷裂、SiC顆粒與界面分離混合斷裂機(jī)制。
　　研宄了熱暴露溫度和時(shí)間對2024Al/Gr/SiCp復(fù)合材料的組織和性能影響及熱拉伸溫度對材料力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：2024Al/Gr/SiCp復(fù)合材料在200℃及以下溫度熱暴露時(shí)，隨著時(shí)間延長，材料的組織沒有發(fā)生明顯改變，硬度和強(qiáng)度下降幅度較小，具有較好的耐熱性能。2024Al/3Gr/10SiCp復(fù)合材料經(jīng)200℃保溫48h后抗拉強(qiáng)度為366MPa。

5、隨著熱暴露溫度升高，2024Al/Gr/SiCp復(fù)合材料的硬度和強(qiáng)度快速下降。片狀石墨和SiC顆粒的加入利于提高材料的耐熱性能，且 SiC顆粒對耐熱性能的影響比G r的大。隨著熱拉伸溫度的升高，2024A1合金及其復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度逐漸降低。在200℃拉伸時(shí)，2024A1合金、2024Al/3Gr和2024Al/3Gr/10SiCp復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度仍分別達(dá)到383MPa、377MPa及372MPa;超過200℃后，2024A1合金及其