SiC（p）／Al复合材料微塑性变形行为

ＳｉＣ（Ｐ）／Ａｌ复合材料微塑性变形行为李义春安希墉（北京有色金属研究总院１０００８８）（哈尔滨工业大学）金属在载荷作用下，这在宏观屈服前就已经产生塑性变形，称为微塑性变形，虽然工程上绝大多数零构件的工作应力低干条件屈服极限，但很可能处于微塑性变形范...     

SiC含量对SiC/6061 Al基复合材料性能的影响

采用粉末冶金法制备了三种SiC体积分数分别为25％、30％、35％的SiC/6061 Al基复合材料.利用金相显微镜观察材料的显微组织,检测材料的物理性能和力学性能,运用Turner、Kerner理论模型对复合材料的热膨胀系数进行分析,研究SiC含量对复合材料组织和性能的影响.结果表明:随着SiC含量的增加,增强体出现团聚倾向,复合材料的致密度和热膨胀系数均降低;复合材料的抗拉强度随着SiC的增多先增大后降低,成非线性关系.     

SiC粒度及粉末装载量对SiCp/Al复合材料热循环行为及力学性能的影响

选用4种不同粒度的SiC分别与平均粒度为14 μm的SiC粉末混合,混炼后得到4种不同粉末装载量(体积分数)的喂料,采用粉末注射成形方法制备成SiC坯体,再无压熔渗Al～12%Si～8%Mg合金,获得高体积分数SiCp/Al复合材料,研究SiC粉末粒度及SiCp/Al复合材料中SiC的体积分数(即注射成形喂料中SiC粉...     

高体积分数SiCp/Al复合材料杯形件高温反挤压成形

将无压浸渗制备出的高体积分数SiCp/Al复合材料,通过高温反挤压方式成形杯形件.研究了在高温反挤压过程中复合材料的流变规律,利用扫描电镜(SEM)观察分析了高温反挤压参数对杯形件组织的影响.结果表明:在基体熔点以上,高体积分数SiCp/Al复合材料呈黏流体状态,颗粒与基体形成固-液混合体;高体积分数SiCp/Al复合材料高温反挤压变形后,基体仍保持连续,SiC颗粒在压力作用下发生转动、重排,部分颗粒破碎,颗粒分布均匀性较好;当变形温度较低、挤压速度较大时,颗粒易破碎,SiCp/Al复合材料杯形件内部颗粒尺寸不均匀,杯形件内角处颗粒尺寸较小;当变形温度较高、挤压速度较小时,杯形件内部颗粒尺寸均匀.     

造孔剂含量对SiC/Al复合材料抗弯强度的影响

采用无压熔浸法制备SiC/Al复合材料,并利用颗粒堆积和毛细管力的静力学理论研究造孔剂含量对SiC/Al复合材料抗弯强度的影响.通过扫描电镜对试样的断口形貌进行分析,发现造孔剂含量为20%(质量分数)时,残余孔隙较小,而造孔剂含量为10%和15%时,残余孔隙较大.造孔剂含量对抗弯强度产生影响,随造孔剂含量增加,抗弯强度先增大后减小,造孔剂为20%时,抗弯强度出现最大值343.63 MPa.     

SiC/Al复合材料在机载光电稳定平台中的应用

采用无压浸渗复合新方法,用高体份(55%～57%)SiC/Al复合材料制备了机载光电稳定平台内有效载荷的主承力框架.并对其微观结构特征、基本的力学及热物理性能予以表征.由于该材料优异的结构承载功能及卓越的热控功能,利用有限元分析工具并结合试验研究表明:相较于常用的铝合金材料,整个内框架最大变形量减少了65%以上,基频提升了70%,取得了显著的轻量化效果并改善了结构动态响应.检测结果表明:系统的稳定精度达到20μrad.经外场试飞考核,系统性能稳定可靠.成功地将SiC/Al复合材料应用于机载光电稳定平台,为航空新材料的应用做出了有效的探索.     

SiCW/6061Al复合材料扩散连接工艺的研究

研究了在扩散焊接ＳｉＣＷ／６０６１Ａｌ复合材料时的试件表面状态,焊接工艺参数,中间层等工艺因素对接头强度的影响,制订出合理的焊接工艺,完成了ＳｉＣｗ／６０６１Ａｌ复合材料扩散连接。     

注射成形制备SiCp/Al复合材料电子封装盒体的预成形坯

对碳化硅陶瓷注射喂料进行流变性能分析后得到合适的注射喂料.通过注射工艺和后续的脱脂-预烧结工艺成功制备出压渗用SiCp封装盒体的预成形坯.结果表明:SiCp装载量为65%,粘结剂成分为70%PW(石蜡)+29%HPDE(高密度聚乙烯)+1%SA(硬脂酸)的喂料在较宽的剪切速率和温度范围内均具有良好的注射性能;在合适的注射参数下可以制得完整无缺陷的注射坯;采用溶剂脱脂与热脱脂两步脱脂工艺,可以成功脱除注射坯体中的粘结剂,在1150℃进行预烧结,制备出了具有良好外观形貌、足够强度以及适中连通孔隙的预成形坯,可以满足后续加压渗铝制备SiCp/Al复合材料的封装盒体实验的要求.     

SiCp/Al复合材料的研究方法现状

SiC颗粒（SiCp）增强铝基复合材料因其制备工艺灵活，热物理性能优异及可设计性等许多独特的优点而具有很好的应用前景。本文综述了SiCp增强铝基复合材料的研究和进展，阐述并比较了几种该复合材料的制备工艺，包括搅拌铸造法、压力铸造法、无压渗透法、喷雾沉积法、离心铸造法和粉末冶金法等。     

高性能SiCp/Al电子封装壳体的近终成形

用粒度为63μm和14μm的SiC粉末为原料,在注射温度和注射压力分别为160℃和70 MPa、粉末装载量(体积分数)为63%的条件下,获得SiCp注射坯,经过溶剂脱脂和真空热脱脂以及1 100℃/7 h的真空预烧结后,在1 000℃、N2气氛下进行Al合金熔渗,制备高体积分数63%SiCp/Al复合材料电子封装壳体。研究表明,熔渗组织均匀、致密,SiC颗粒均匀分布在Al基体中。熔渗时需要严格控制熔渗时间,熔渗时间超过10 min后会导致坯体被Al合金熔体过度熔渗,从而在复合材料表面产生Al合金层,时间越长,Al层厚度逐渐增加。最终制得的高体积分数63%SiCp/Al复合材料封装壳体的尺寸精度优于0.3%,其热物理性能优异,热膨胀系数和热导率分别为7.2×10-6K-1和180 W/m·K,密度为3.00 g/cm3,能够满足电子封装材料性能的要求。     

金属零件的激光直接成形研究

着重介绍了金属零件激光直接成形的技术特点、系统组成及初步研究结果。采用激光来熔化同步供给的金属粉末，可实现复杂形状零件的直接制造，零件组织致密、细小均匀，该工艺技术具有广阔的发展前景。     

Synthesis of In Situ SiC/Graphite/Al Hybrid Composite Coating by Laser Direct Energy Deposition

Metallurgical and Materials Transactions A - The present work is undertaken to highlight a novel in situ process to fabricate SiC/graphite/Al hybrid composite coating by laser direct energy...     

激光快速成型TC4钛合金的力学性能

金属零件的激光快速成型是结合CAD／CAM、高功率激光熔覆和快速原型制造的先进技术。研究了用激光快速成型技术制造TC4钛合金的力学性能，分析了低温退火和热等静压处理对力学性能的影响，并且测量了成型后试件的含氧量，观察了拉伸试件的断口形貌。研究结果表明激光快速成型制造的TC4钛合金的力学性能高于铸造组织的力学性能，达到了锻造组织的力学性能。     

喷射沉积SiCP/Al复合材料及6066铝合金热挤压工艺的研究

作者应用喷射共沉积工艺制备 6 0 6 6 / Si Cp复合材料和 6 0 6 6铝合金锭坯 ,在不同的挤压比、挤压温度下挤压成　　型 ,用金相显微镜观察材料的显微组织 ,并测试了材料的力学性能。结果表明 :Si C/ Al复合材料喷射沉积状态的组织很疏松 ,存在许多的间隙 ,其密度约为理论密度的 86 % ,Si C颗粒在复合材料中分布不均匀 ,喷射沉积铝合金基体的致密度可达 90 % ;挤压过程使 Al/ Si Cp复合材料的大多数空隙消失 ,致密程度随挤压比的增大而增大 ,挤压比超过 14 .7后不会明显变化 ,而铝合金基体的致密程度与挤压比的变化关系不明显 ;挤压温度对材料的致密程度影响不大 ;Al/ Si Cp复合材料性能在挤压比超过 14 .7后变化不大 ;铝合金的性能不受挤压比变化的影响 ;而挤压温度过高使材料性能下降     

颗粒尺寸对真空浸渗SiC/Al复合材料性能的影响

采用无压浸渗法制备了SiC/Al复合材料,考察了复合材料中SiC颗粒尺寸对复合材料的组织结构、抗弯强度、摩擦磨损性能的影响.结果表明:随着SiC颗粒尺寸的减小,SiC/Al复合材料的残余气孔率逐渐减小,密度和抗弯强度逐渐增加;粒度配比有利于提高复合材料的抗弯强度.与灰铸铁配副时,材料的摩擦系数与磨损率明显依赖于碳化硅颗粒尺寸,二者均随颗粒尺寸的增大而先降低后增大.粒度配比能明显改善复合材料的干摩擦磨损性能.粗细颗粒的粒度配比具有相互强化的作用,有利于降低摩擦系数和磨损率,并使其趋于稳定.     

用反应压力熔渗法制备高含量SiCp/6013Al复合材料及其力学性能

研究了反应压力熔渗法制备高含量SiCp／Al复合材料的工艺过程及其抗弯强度。研究表明：通过适当的粒度配比,可在低温、低压力下熔渗制备组织均匀的高含量SiCp／6013Al复合材料,SiC颗粒含量达到63％;复合材料的强度在很大程度上依赖于SiC颗粒尺寸及界面反应程度,合适的界面结合及细SiC颗粒的掺入有利于复合材料强度的提高,最高可达445MPa。     

放电等离子烧结溶解法制备SiC/Al复合泡沫 材料及其压缩性能

以纯铝为基体,NaCl作为造孔剂,粒径为20μm的SiC颗粒为增强相,采用放电等离子烧结溶解法制备SiC/Al复合泡沫。用SEM、EDS对其微观形貌进行表征,并对该复合泡沫材料进行压缩实验,研究其室温下的压缩性能.结果表明:在真空状态下,采用烧结温度550℃,外加压力30 MPa,保温时间10min,能够制备出致密度在97. 6%,性能优异的SiC/Al复合泡沫材料.与纯泡沫铝相比,SiC/Al复合泡沫的强度高,当SiC的添加量(质量分数)为10%时,SiC/Al复合泡沫的强度为58 MPa,增长幅度为82. 76%.     

SiC含量对SiCp/Al复合材料摩擦性能的影响

采用粉末冶金技术制备了SiC_p/Al复合材料,探讨了SiC颗粒质量分数对SiC_p/Al复合材料密度、布氏硬度、微观形貌以及摩擦磨损性能的影响。结果表明,SiC颗粒表面形成了少量可提高界面结合性的Al₄C₃化合物。随着SiC质量分数增加,SiC_p/Al复合材料的密度没有明显的变化,当SiC质量分数增加至25%时,密度明显下降。SiC_p/Al复合材料的布氏硬度随着SiC质量分数的增加呈先增长后减小的变化趋势。当SiC质量分数为20%时,材料的硬度最优（HBW 114）,平均摩擦系数达到最大值（0.3425）,摩擦后试样表面形貌平整且犁沟较浅,SiC颗粒未出现明显剥落。     

Thermal Fatigue Behavior of AISI H13 Hot Work Tool Steel Produced by Direct Laser Metal Deposition

Direct laser metal deposition (DLMD) is an additive manufacturing technique getting growing attention thanks to the possibility of producing very complex parts in a short time and in a cost-effective manner. The possible applications of this technology are tools with conformal cooling channels and claddings for dies and molds reparation. One of the damaging mechanisms of tools is thermal fatigue (TF) cracking, leading to surface deterioration and, consequently, the processed parts. Herein, the TF behavior of DLMD-H13 submitted to two different heat treatments, namely direct tempering (T) and quenching and tempering (QT), is investigated. T does not significantly change the solidification microstructure after DLMD, whereas QT produces a more homogenous tempered martensite microstructure. A customary laboratory test is developed to induce TF damage under a cyclic temperature variation between 630 and 60 °C. The results evidence that the T-H13 has a slightly better TF resistance with respect to QT-H13 due to the higher tempering resistance of T-H13 with respect to QT-H13. Thus, according to TF test results, direct tempering can be preferred to quench and tempering since the elimination of quenching can decrease the costs of production as well as distortions-related issues, increasing the competitiveness of DLMD.