CNTs-Al-Cu復合材料熱加工變形行為的研究.pdf

1、21世紀以來，隨著碳納米管(Carbon Nanotubes，CNTs)的規(guī)?；a和價格大幅度下降，CNTs/Al復合材料以其作為輕量化結構材料的巨大發(fā)展?jié)摿Γ饾u成為新一代輕量化金屬基復合材料開發(fā)的主攻方向。自從片狀粉末冶金法發(fā)明以來，其制備工藝及生產出的材料的力學性能受到廣泛關注。據了解，對片狀粉末冶金法制備的鋁基復合材料的高溫變形行為的研究還比較少。
　　在Gleeble3500熱模擬試驗機上對擠壓態(tài)的CNTs/Al-Cu

2、復合材料及Al-Cu基體合金材料進行熱壓縮實驗，變形參數為溫度300-450℃，應變速率0.01-10.0s-1。研究兩組材料在熱變形過程中的高溫流變行為，建立材料的流變應力本構方程，分析變形條件對變形過程中的熱激活能的影響，并且基于動態(tài)材料模型建立起兩組材料在不同應變下的加工圖，獲得在該應變下加工的最優(yōu)加工區(qū)域。
　　主要結論如下：
　?、贉囟群蛻兯俾蕦Σ牧系牧髯冃袨橛忻黠@的影響。特定溫度下，流變應力隨著應變速率的增加而

3、急劇增加；特定應變速率下，流變應力隨著溫度的升高而急劇降低。
　?、谄瑺罘勰┮苯鸱ㄖ苽涞腃NTs/Al-Cu復合材料，疊層高度有序化，CNTs沿疊層方向均勻分散，此時 CNTs對可動位錯及晶界的釘扎作用遠遠大于第二相Al2Cu粒子的作用效果。沿疊層方向均勻分布的CNTs對可動位錯及晶界進行釘扎，嚴重增加了位錯開動的阻力，導致位錯運動的勢壘增大，因而復合材料變形過程中的流變應力、激活能等明顯大于基體合金材料。
　?、墼诒菊撐牟?/p>

4、用的變形條件中，擠壓態(tài) CNTs/Al-Cu復合材料及其基體合金材料的高溫流變形為可用雙曲正弦關系來表述，也就是說材料的熱壓縮變形過程受激活能的影響。得出實驗條件下的兩組樣品的關于 Z參數的穩(wěn)態(tài)流變應力方程如下：
　　1)基體Al-Cu合金材料
　　此處公式省略！
　　其中Z=ε?exp(226.1×103/RT)。
　　2)擠壓態(tài)CNTs/Al-Cu復合材料
　　此處公式省略！
　　其中Z=ε?ex