熱處理對(duì)粉末半固態(tài)擠出成形SiCp-2024Al復(fù)合材料的影響.pdf

1、碳化硅鋁基復(fù)合材料雖然僅僅只有幾十年的發(fā)展歷程，但它已廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)代生活中的方方面面，小到電子封裝基片，大到飛機(jī)零部件。而SiCp/2024Al復(fù)合材料以其優(yōu)異的性能已成功的在碳化硅鋁基復(fù)合材料領(lǐng)域中占取了一席之地。本文采用粉末半固態(tài)擠出成形的方法制備了棒形SiCp/2024Al復(fù)合材料，該方法匯集了粉末冶金、半固態(tài)加工技術(shù)和擠壓技術(shù)等優(yōu)點(diǎn)。加工成形后的復(fù)合材料材具有：SiC分布均勻、偏析較少、有較好的界面結(jié)合、孔隙率低等優(yōu)點(diǎn)。

2、>　　利用EPMA、XRD、SEM對(duì)復(fù)合材料組織及成分進(jìn)行定性和定量地分析，并測(cè)試其硬度、抗拉強(qiáng)度、延伸率等的變化規(guī)律。研究了SiCp/2024Al復(fù)合材料中SiC顆粒與2024鋁合金基體間的界面結(jié)合、SiC顆粒在基體中的分布情況，重點(diǎn)探討了固溶時(shí)間、固溶溫度、時(shí)效時(shí)間及時(shí)效溫度對(duì)棒形SiCp/2024鋁基復(fù)合材微觀組織和力學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)：
　?。?）SiCp/2024Al復(fù)合材料固溶處理后選擇水冷的冷卻方式可以使θ相（A

3、l2Cu）和S相（Al2CuMg）相分解并溶入到Al基體中。在固溶溫度為495℃時(shí)，在開始階段隨著固溶時(shí)間的延長(zhǎng)，θ相與S相溶解的越充分，相應(yīng)的復(fù)合材料的力學(xué)性能也在上升，當(dāng)固溶到16h時(shí)，材料的力學(xué)性能較之前有所下降,說(shuō)明基體的晶粒有粗化現(xiàn)象；在相同的固溶時(shí)間下，隨著固溶溫度的升高，復(fù)合材料的組織與力學(xué)性能的變化趨勢(shì)與固溶溫度一定時(shí)相似，但幅度更大，說(shuō)明固溶溫度對(duì)SiCp/2024Al復(fù)合材料的影響要大于固溶時(shí)間。當(dāng)固溶溫度為495℃

4、，保溫時(shí)間為12h，水淬后，SiCp/2024Al復(fù)合材料得到最佳的固溶效果，即抗拉強(qiáng)度達(dá)到456MPa，延伸率達(dá)到10.3％，硬度達(dá)到136HV，其性能較未經(jīng)固溶處理的復(fù)合材料有較大的提高。
　?。?）將復(fù)合材料在經(jīng)過(guò)495℃、12h、水淬固溶處理后，再進(jìn)行時(shí)效處理可以進(jìn)一步提高SiCp/2024Al復(fù)合材料的性能。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在時(shí)效初期主要的析出相為θ相，而S相只有少量存在，而相應(yīng)的硬度、拉伸強(qiáng)度、延伸率等增長(zhǎng)幅度也較小。時(shí)效到