粉末觸變成形制備SiCp-6061A1基復(fù)合材料的組織與力學(xué)性能的研究.pdf

1、提出了利用粉末冶金的混粉和壓實(shí)工藝獲得SiC顆粒(SiCP)和鋁合金粉末組成的錠料，然后經(jīng)部分重熔、觸變成形制得鋁基復(fù)合材料(SiCP/Al)的一種新技術(shù)——粉末混合觸變成形。該技術(shù)綜合了粉末冶金和觸變成形技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，集材料制備、成形于一體，其目的是為了獲得SiCP分布均勻、組織致密、性能優(yōu)良的SiCP/Al基復(fù)合材料零件。本文研究了獲得SiCP/6061Al基復(fù)合材料觸變成形用半固態(tài)錠料的混粉、壓實(shí)及其部分重熔工藝參數(shù)，并研究了不同加

2、工工藝參數(shù)對(duì)觸變模鍛6061鋁合金和SiCP/6061 Al基復(fù)合材料組織與性能的影響規(guī)律。
　　對(duì)部分重熔過程中的組織演變的研究結(jié)果表明:6061鋁合金粉末壓制塊經(jīng)部分重熔后，能獲得初生相顆粒細(xì)?。s為18μm）、圓整的半固態(tài)組織。無(wú)論球磨與否，壓制塊在部分重熔過程中的組織演變均可分為三個(gè)階段:初期共晶相的溶解及其導(dǎo)致的晶粒的快速粗化、組織分離與球狀化以及初生相顆粒的粗化。與未球磨的相比，球磨后因粉末中貯藏著大量的能量，初期演變

3、進(jìn)程較快，液相的形成時(shí)間提前，但由于大尺寸粉末顆粒的形成，其后的分離和粗化過程減慢。SiCP/6061Al基復(fù)合材料的組織演變?nèi)钥煞譃榕c基體相同的三個(gè)階段，但由于SiC顆粒對(duì)熱傳導(dǎo)和溶質(zhì)原子擴(kuò)散的阻礙，其演變進(jìn)程大大減慢，且最終得到的初生相顆粒較基體合金的細(xì)小。另外，適當(dāng)提高重熔溫度有利于獲得理想的半固態(tài)組織，然而，溫度過高會(huì)導(dǎo)致液相率增多，使得半固態(tài)成形的優(yōu)勢(shì)減弱。
　　此外，研究了重熔時(shí)間、重熔溫度、模具溫度三個(gè)加工工藝參數(shù)對(duì)

4、觸變模鍛6061鋁合金以及SiCP/6061Al基復(fù)合材料的組織與力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明三個(gè)工藝參數(shù)對(duì)成形件的組織、力學(xué)性能、斷裂方式都有很大的影響。不同成形工藝得到不同的組織，而不同的組織決定了該材料的斷裂方式。要獲得高性能的觸變模鍛零件，必須通過調(diào)整加工工藝參數(shù)，以得到致密、均勻的組織。本實(shí)驗(yàn)適合的6061鋁合金觸變模鍛工藝為錠料在660℃加熱80min后成形，模具溫度為350℃。成形后，抗拉強(qiáng)度、延伸率和維氏硬度分別達(dá)到196M