(Al2O3+Mg2Si)p-Al復(fù)合材料及其超塑性研究.pdf

1、本文結(jié)合原位反應(yīng)法和半固態(tài)攪拌鑄造法成功制備了(Al2O3+Mg2Si)p/Al復(fù)合材料，利用X射線衍射儀(XRD)、金相顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)和能譜儀(EDS)等現(xiàn)代分析手段，對復(fù)合材料的物相、微觀組織形貌、顆粒的分布，以及室溫和高溫下的拉伸斷口形貌進(jìn)行分析。研究了Al2O3顆粒尺寸、Al2O3顆粒體積分?jǐn)?shù)、熱處理、鍛造對復(fù)合材料微觀組織、室溫拉伸性能和高溫拉伸性能的影響，并研究了復(fù)合材料的強化機(jī)理和變形機(jī)理。

2、>　　在(Al2O3+Mg2Si)p/Al復(fù)合材料中，Mg2Si顆粒主要以網(wǎng)狀分布在晶界處，Al2O3顆粒主要分布在基體晶粒內(nèi)部。(Al2O3+Mg2Si)p/Al復(fù)合材料基體晶粒平均尺寸與Mg2Sip/Al復(fù)合材料相比明顯減小。當(dāng)Al2O3顆粒體積分?jǐn)?shù)為1％時，隨著顆粒尺寸從1μm減小到100nm，基體晶粒平均尺寸減小40.1％;隨著1mAl2O3顆粒體積分?jǐn)?shù)由1％增加到3％，基體晶粒平均尺寸減小21.1％。熱處理使Mg2Si顆粒平均

3、尺寸減小至5μm以下，形貌變?yōu)榍驙罨驒E球狀。鍛造后Al2O3和Mg2Si顆粒分布更加均勻，Mg2Si顆粒減小至3μm以下。
　　隨著Al2O3顆粒尺寸由100nm增加到1μm，復(fù)合材料抗拉強度和伸長率呈先增大后減小的趨勢。隨著1μmAl2O3顆粒體積分?jǐn)?shù)由1％增加到3％，復(fù)合材料抗拉強度增大，伸長率減小。(1vol.％Al2O3(500nm)+Mg2Si)p/Al復(fù)合材料綜合拉伸性能最好。(1vol.％Al2O3(500nm)+M

4、g2Si)p/Al復(fù)合材料熱處理后抗拉強度提高25.4％，伸長率增加40.96％;鍛造后，抗拉強度減小48.8％，伸長率增大357.3％。鑄態(tài)復(fù)合材料斷裂方式為以脆性斷裂為主的混合型斷裂，熱處理后復(fù)合材料斷裂方式為以韌性斷裂為主的混合型斷裂，鍛造后復(fù)合材料的斷裂方式為韌性斷裂。復(fù)合材料的強化機(jī)制主要是彌散強化和細(xì)晶強化。
　　高溫下，隨著應(yīng)變速率由10-4s-1增加到10-1s-1，(1vol.％Al2O3(500nm)+Mg2S

5、i)p/Al復(fù)合材料流變應(yīng)力增大，伸長率減小;隨著溫度由773K增加到833K，復(fù)合材料流變應(yīng)力減小，伸長率增大;在833K，應(yīng)變速率為10-4s-1時，復(fù)合材料伸長率最大，為153％。復(fù)合材料的應(yīng)變速率敏感系數(shù)m值均小于0.3，且m值隨應(yīng)變量的增加而減小。在833K，應(yīng)變速率為10-4s-1的拉伸條件下，隨Al2O3顆粒尺寸由100nm增加到1μm，流變應(yīng)力減小，伸長率先增大后減小;隨著1μmAl2O3顆粒體積分?jǐn)?shù)由1％增加到3％，流