旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓制備CNTs-Al復(fù)合材料的強(qiáng)化行為研究.pdf

1、本文以7075鋁合金為基材，采用旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓法（Rotating Friction Extrusion，RFE）成功制備了碳納米管(Carbon Nanotubes，CNTs)增強(qiáng)7075鋁基(CNTs/7075Al)復(fù)合材料，研究了RFE加工和熱處理對(duì)復(fù)合材料晶粒和第二相的影響，計(jì)算了平均晶粒尺寸，探討了CNTs、RFE和熱處理對(duì)復(fù)合材料中沉淀第二相析出的影響,研究了CNTs在鋁基體中分散狀態(tài)和CNTs與鋁基體發(fā)生的界面反應(yīng)。得到以下

2、結(jié)論：
　　7075鋁合金經(jīng)RFE加工當(dāng)攪拌棒的旋轉(zhuǎn)速度n=315r/min、擠壓速度v=0.28mm/s時(shí)可制備成形較好的CNTs/7075Al復(fù)合材料；形成了不完全再結(jié)晶晶粒，晶粒為細(xì)小的等軸晶；加入CNTs會(huì)阻礙晶界的遷移，從而進(jìn)一步細(xì)化復(fù)合材料的晶粒，熱處理過(guò)程中，未完全再結(jié)晶晶粒完成了再結(jié)晶，使復(fù)合材料的晶粒變得更加細(xì)小，且晶粒為等軸晶；復(fù)合材料中CNTs分布均勻，未出現(xiàn)纏結(jié)，CNTs與7075鋁合金基體發(fā)生反應(yīng)生成了A

3、l4C3相，該相包裹在CNTs的外壁上，有效的提高了CNTs和基體之間的潤(rùn)濕性，有益于載荷的傳遞。
　　復(fù)合材料的固溶參數(shù)為固溶溫度480℃、固溶時(shí)間2h；復(fù)合材料的時(shí)效時(shí)間受到復(fù)合材料中CNTs含量的影響，在時(shí)效溫度為120℃時(shí)，隨著CNTs含量的增加，CNTs/7075Al復(fù)合材料的峰值硬度呈上升趨勢(shì)同時(shí)復(fù)合材料到達(dá)硬度峰值時(shí)間提前，CNTs/7075Al復(fù)合材料的硬度提高，RFE/T6態(tài)5％CNTs/7075Al復(fù)合材料的硬

4、度為191HV。該硬度與基材相比，上升了18%，與RFE/T6態(tài)7075鋁合金相比上升了7.8%。
　　7075鋁合金中沉淀第二相經(jīng)RFE和熱處理后，分布更加均勻，尺寸變得更加細(xì)小，沉淀第二相成分在RFE和熱處理過(guò)程中并沒(méi)有發(fā)生改變，都是η相。CNTs的加入導(dǎo)致了復(fù)合材料中沉淀第二相分散性變差，尺寸變的粗大，導(dǎo)致了沉淀第二相的強(qiáng)化效果減弱。第二相的形狀也由原來(lái)的桿狀和橢圓狀完全變成了橢圓狀，第二相成分為η相。
　　熱處理態(tài)的