石墨對SiCp-Gr-2024Al復合材料尺寸穩(wěn)定性和力學性能影響.pdf

1、SiCp/Al復合材料作為尺寸穩(wěn)定性材料，已經(jīng)應用在精密儀器儀表構(gòu)件上。但是SiC顆粒這種高硬度增強物質(zhì)的加入，使得這種材料切削加工困難。因此對SiCp/2024Al復合材料進行組份設(shè)計，通過加入不同粒度，不同體積份數(shù)的石墨，試圖獲得力學性能滿足需要，尺寸穩(wěn)定化熱處理工藝簡單的易加工新型復合材料。本文采用SiCp/Gr/2024Al復合材料為對象，研究鱗片狀石墨的加入，對SiCp/Gr/2024Al復合材料顯微組織、尺寸穩(wěn)定性和力學性能

2、的影響。
　　以SiCp/Al復合材料為對比材料，采用透射電鏡(TEM)方法研究不同熱處理狀態(tài)SiCp/Gr/2024Al復合材料微觀組織。觀察表明：SiCp/Gr/2024Al復合材料時效10小時處理后的基體中析出相彌散細小，位錯密度低；時效24小時后SiCp/Gr/2024Al，基體中的析出相長大，數(shù)量較少；與時效24小時的熱處理工藝相比，冷熱循環(huán)處理后SiCp/Gr/2024Al復合材料基體中析出相尺寸小，數(shù)量較大。

3、　　研究了交變溫條件下和靜載荷條件下石墨對SiCp/Gr/2024Al復合材料尺寸穩(wěn)定性的影響。研究不同熱處理工藝，石墨體積份數(shù)及石墨粒度對SiCp/Gr/2024Al復合材料尺寸穩(wěn)定性的影響，并分析其變化規(guī)律及影響機制。結(jié)果表明，經(jīng)時效24小時處理后 SiCp/Gr/2024Al復合材料在交變溫條件下的尺寸穩(wěn)定性最好，經(jīng)過10時效處理后 SiCp/Gr/2024Al復合材料在靜載荷條件下的微屈服強度最高。
　　利用拉伸性能測試和

4、掃描斷口觀察，研究SiCp/Gr/2024Al復合材料的力學性能和斷裂機制。分析了隨石墨體積分數(shù)和粒度變化，其抗拉強度和彈性模量的變化規(guī)律。結(jié)果表明，熱處理工藝為10h的抗拉強度最高，達到334MPa，彈性模量對熱處理工藝變化不敏感；隨著石墨體積份數(shù)的增加，拉伸強度和彈性模量都降低；石墨粒度在1μm，6μm，20μm，70μm變化時，石墨粒度為6um的SiCp/Gr/2024Al復合材料抗拉強度最高，而彈性模量隨石墨尺寸變化趨勢與抗拉強