凝固條件對SiCp-Al-6Mg復合材料凝固組織及性能的影響.pdf

1、本文用純鋁和純鎂配制Al-6Mg合金，采用半固態(tài)機械攪拌法制備SiC顆粒含量分別為5vol％、10vol%、15vol%SiCp/Al-6Mg復合材料，并采用熱擠壓工藝進行成形。利用金相顯微鏡、SEM、TEM和XRD對合金及復合材料進行微觀組織觀察及成分分析，并測試了復合材料的室溫拉伸性能。試驗結果表明，利用半固態(tài)機械攪拌法成功地制備出了顆粒分布均勻、性能良好的SiCp/Al-6Mg復合材料。熱擠壓變形減少了復合材料孔隙率，并增強了顆粒

2、的定向排列，因此改善了復合材料的力學性能。
　　利用差熱分析方法(DTA)對SiCp/Al-6Mg復合材料的凝固行為進行研究。結果顯示：顆粒的加入使凝固起始溫度降低，表明SiC顆粒不促進α(Al)相的形核。隨著顆粒含量的增加，使材料的凝固溫度區(qū)間變長。隨著冷卻速率的增加，使得材料發(fā)生不平衡結晶程度提高，并且導致凝固起始溫度降低，凝固溫度區(qū)間變長。
　　通過對重熔復合材料的微觀組織觀察發(fā)現(xiàn)，SiC顆粒不能作為α(Al)相形核襯

3、底。α(Al)在顆粒間隙形核、長大，并在凝固前沿與顆粒發(fā)生作用，將顆粒推擠到最后凝固的部位，即晶界附近，形成項鏈狀的排列方式。顆粒的增加能夠使晶粒細化，同時使溶質(zhì)元素的偏析程度降低。壓力的增加提高了凝固速率，使平均晶粒尺寸減小，也導致了溶質(zhì)元素偏析程度的加劇。另外，壓力有改善材料致密度的作用。隨著冷卻速率的提高，使得材料的晶粒尺寸減小，溶質(zhì)元素偏析程度加劇。當冷速很高時，顆粒的吞并機制占據(jù)主導作用；同時在極高的冷卻速率下形成了過飽和固溶