SiC/ZL111复合材料研究

主要研究了SiC/ZL111复合材料的流变铸造工艺、热挤压和热处理工艺与组织和性能的关系。试验表明,采用流变铸造法制取的SiC颗粒与ZL111铝合金组成的SiC/ZL111复合材料,经热挤压和热处理进行强化后,其抗拉强度较原ZL111合金提高20％,延伸率提高1.5倍,耐磨性(失重法)提高50％。     

不连续碳化硅增强铝基复合材料组织特性研究

利用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜对粉末冶金法制备的碳化硅晶须(SiC_w)与碳化硅颗粒(SiC_p)增强的各种铝合金基体复合材料的显微组织和断口形貌进行了系统的观察与研究。研究结果表明:碳化硅晶须与碳化硅颗粒在基体中分布均匀,与基体界面结合良好,无明显的缺陷存在。增强后基体的显微组织与未增强合金组织基本相同。SiC_w/Al和SiC_p/Al复合材料的断口在宏观上因塑性较差而呈现脆性形貌,但在微观上仍具有塑性特征。     

SiCp/ZL101A复合材料超声振动磨削试验研究

采用真空热压烧结工艺制备含SiC颗粒体积分数为10%、20%、30%和40%的SiCp/ZL101A复合材料,研究普通磨削与超声纵向振动磨削SiCp/ZL101A复合材料时的SiC颗粒去除机制,并探索不同磨削方式对工件表面微观形貌、表面粗糙度的影响。结果表明:在相同磨削参数下,超声纵向振动磨削表面的粗糙度低于普通磨削表面的粗糙度;无论是超声纵向振动磨削还是普通磨削,SiCp/ZL101A复合材料的表面粗糙度均随着增强体SiC颗粒体积分数的增大而增大。     

界面耗能与纤维增强金属基复合材料的耐磨性

利用挤压铸造制备了Ａｌ＿２Ｏ＿３短纤维增强铝合金复合材料，研究了这种材料的界面对其耐磨性的影响。结果表明，在复合材料中，纤维与基体结合良好，并对铝合金具有增强作用；复合材料的界面可阻滞裂纹扩展，复合材料具有优异的耐磨性；基体中的合金元素有利于形成良好的界面，改善复合材料的耐磨性。     

陶瓷颗粒增强金属基复合材料压缩超塑性研究

初步研究了SiC_p/LY12复合材料的压缩超塑性,对比分析了与拉伸超塑性的异同,初步确定了SiC_p/LY12复合材料压缩类超塑成形工艺参数。     

石墨烯增强钛基复合材料的摩擦学性能研究

采用球磨法将不同含量的石墨烯与纯钛粉末混合,通过放电等离子烧结工艺在1 200℃制备石墨烯/Ti基复合材料。使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪研究复合粉末混合前后的形貌和物相结构;用显微硬度计、摩擦磨损试验机以及三维白光轮廓仪等分析复合材料的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明:干法球磨和放电等离子制备的复合材料组织致密,石墨烯均匀分布在钛基体中,提高基体材料的显微硬度和耐磨性;当石墨烯的质量分数为0.8%时,复合材料硬度值增加到350.3HV,相对纯钛基体提高14.7%;当石墨烯的质量分数为0.6%时,复合材料的磨损体积降低到3.3×107μm3,相对纯钛基体降低19.5%;加入石墨烯对复合材料的摩擦因数影响不明显,摩擦因数为0.474～0.488。     

几种非连续纤维增强铝合金的制备

采用液态金属渗透法和复合铸造法制备了非连续纤维增强铝合金复合材料。液态金属渗透法是将液态金属挤压进纤维制成的预制块中;复合铸造法的特点是把粒子材料加入剧烈搅拌下部分凝固的合金浆料。这两种工艺和选用的增强剂成本低廉,并可沿用现有的工艺和设备。将多重增强剂与基体复合是提高复合材料性能的一条新途径。文章还介绍了复合材料发动机活塞的应用情况。     

SiCp/ZL109复合材料摩擦磨损性能研究

以探讨SiCp增强颗粒对SiCp/Al复合材料摩擦磨损机理的影响为目的,采用搅拌铸造法制备SiCp/ZL109复合材料并进行摩擦磨损性能测试。通过SEM微观形貌观察及能谱分析等手段研究材料摩擦性能及机制,结果表明:添加SiCp增强颗粒能够有效地改善基体材料硬度和耐磨性,提高基体材料的摩擦因数;复合材料的磨损机制为粘着磨损、氧化磨损和磨料磨损的混合型磨损;SiCp在材料的磨损过程中起双重作用,在破碎前保护基体,减少基材粘着磨损;破碎后产生硬质点,对基体造成磨料磨损。     

SiC_p/ZL109铝基复合材料微弧氧化层的微观组织特征

对ZL10 9合金和SiCp/ZL10 9复合材料表面进行微弧氧化 ,利用扫描电镜对微弧氧化层微观组织特征进行了研究 ,比较测试两种材料微弧氧化层的硬度。发现ZL10 9合金和SiCp/ZL10 9复合材料都可以进行表面微弧氧化 ,其微弧氧化层由两层结构组成 ,分别为疏松层和致密层。ZL10 9合金微弧氧化层主要由不同结构的Al2 O3 相组成 ,SiCp/ZL10 9复合材料微弧氧化层由Al2 O3 和MgAl13 O40 组成。对微弧氧化层形成进行了分析。     

钢/锌基合金复合的界面行为

通过钢丝热浸锌合金后再与锌基合金复合 ,制得钢 /锌基合金复合材料。借助扫描电镜、显微硬度分析了复合材料界面结构及力学性能。结果表明 :钢丝热浸锌合金促进了钢与锌合金的浸润 ,过渡层与基体组织之间有较好的连续性 ,形成强界面结合。     

粒度对SiCp/Al复合材料组织及耐磨性的影响

采用半固态机械搅拌法制备不同粒度的SiC颗粒增强铝基复合材料,研究SiC粒度对复合材料的微观组织、硬度及耐磨性能的影响。结果表明,粒度为100μm时,复合材料中SiC颗粒分布均匀,没有明显的团聚现象,布氏硬度值最大,相对磨损率最小。其磨损机理是较软的铝基体对SiC颗粒起很好的支撑效果,使镶嵌在合金基体中耐磨的SiC颗粒对合金基体起到保护作用,减少粘着磨损的发生。     

无压浸渗法制备高体积含量的铝基复合材料

试验采用对SiCp表面预氧化后镀镍处理,将颗粒大小为28、43、74μm,质量之比为2∶3∶5的SiCp和有机胶PVA混合后,用液压机制成Φ(100±1)mm、厚10mm、相对密度为68%的预制件,将预制件置于N2气氛的箱式电阻炉中850℃浸渗2h制成SiCp增强的铝基复合材料。试验结果表明,SiCp表面镀镍后明显地改善了铝合金对其的润湿性能,促使浸渗过程快速进行。显微组织观察表明,复合材料中SiC颗粒在基体合金中分布均匀,并与基体合金界面结合良好,无孔洞。     

SiCp/Al复合材料抗弯性能的试验研究

采用粉末冶金法制备SiCP/Al复合材料,研究增强相粒径及含量对SiCp/Al复合材料抗弯强度的影响。结果发现:当增强相粒径不变,随着增强相含量的增加,SiCP/Al复合材料的抗弯强度降低;增强相含量较低时SiCP/Al复合材料的抗弯强度比增强相含量高的SiCP/Al复合材料的抗弯强度高。与其他研究者的结论进行比较,发现不论采用什么方法制备SiCP/Al复合材料,结果都表明增强相含量为10%的SiCP/Al复合材料具有较大的抗弯强度。     

钛合金表面化学气相沉积钼复合涂层制备工艺

在钛基体表面制备结合良好的钼涂层,提高钛合金耐蚀、耐磨性能,为进一步制备二硫化钼、二硅化钼涂层提供基础。采用磁控溅射、化学气相沉积(CVD)等方法在钛上制备出钼复合涂层;测试分析磁控溅射、CVD等方法制备钼复合涂层与钛基体的结合力;对钼复合涂层的结构、成分、组织形貌、硬度、耐磨性等进行分析。研究结果表明： 钛基体上磁控溅射铜后CVD钨进而CVD钼,复合涂层临界载荷提升至168.5 N,表面硬度提升至649.3 HV,磨损率从0.035%降到0.007 3%;在钛合金表面利用磁控溅射铜与CVD钨相结合的方式制备的铜/钨复合过渡层可有效防止沉积钼过程中钛基体表面发生氢脆和侵蚀,使钼涂层与钛基体的结合力显著提高,钛基表面硬度和耐磨性明显增强。     

反应烧结制备FeAl/Al2O3复合材料的研究

对不同成分配比的Fe2O3粉和Al粉末生坯分别进行900,1 000,1 100℃烧结,利用自蔓延反应放热和加热炉加热的综合作用制备FeAl/Al2O3复合材料。用扫描电镜、维氏硬度计、M-200型磨损试验机对烧结合金的金相组织、硬度以及磨损性能进行测试。结果表明:Fe2O3-Al在适当配比和烧结温度下,可以合成以FeAl为基体、Al2O3和铝铁金属间化合物为增强相的复合材料;试样烧结前后相对密度受Al含量和烧结温度的影响,Al含量越高,烧结温度越高,相对密度越大;Al的质量分数为40.3%,1 100℃烧结后的样品具有最高硬度和最佳耐磨性能。     

电子束合金化处理对铝硅合金组织性能的影响

采用电子束表面合金化技术对ZL109铝硅合金进行表面强化处理,并进行合金化层的硬度测试、组织特征和相结构分析以及耐磨性试验。研究结果表明,铝硅合金经电子束表面合金化处理后,组织高度细化,并形成具有网状骨骼的亚共晶组织,同时生成许多金属间化合物等强化相而使材料表面硬度大幅度提高,耐磨性能优于高镍铸铁。     

粉末冶金法制备Ti3SiC2增强铜镍基复合材料及磨损性研究

采用粉末冶金法制备不同Ti3SiC2含量的铜镍基复合材料,用X线衍射仪、维氏显微硬度计、ML-10摩擦磨损机、扫描电镜测试样品的物相、显微硬度、磨损性、表面形貌。结果表明:随Ti3SiC2含量的增加试样的晶格常数逐渐减小,样品的硬度逐渐增大;试样的耐磨性随Ti3SiC2含量的增加先增大后减小,Ti3SiC2的质量分数为8%的样品具有最好耐磨性;在润滑油下试样的磨损机制主要为磨粒磨损。     

基体合金对B4C/Al复合材料力学及抗弹性能的影响

为研究基体合金对B4C/Al复合材料力学性能及抗弹性能的影响,选择强度、硬度和塑性各不相同的5083Al、2024Al和7075Al铝合金为基体合金,采用压力浸渗工艺制备B4C颗粒增强体积分数为55%的B4C/5083Al、B4C/2024Al和B4C/7075Al复合材料,并对其进行力学性能和抗弹性能测试。结果表明:3种B4C/Al复合材料的力学性能特征与基体铝合金相对应,B4C/7075Al复合材料的强度和硬度最高,抗侵彻能力最好,侵彻深度为15.7 mm,防护系数为4.13;B4C/5083Al复合材料的塑性最好,其靶板整体能力最好。