喷射沉积SiCP／FVS0612薄板微观组织及力学性能

利用XRD、OM和TEM等方法研究了喷射沉积-挤压-轧制SiC颗粒增强FVS0612(SICP/FVS0612)薄板的微观结构及力学性能.试验结果表明,制备的SiCp/FVS0612薄板具有较高的力学性能,常温下,σb=420 Mpa,σ0.2=405 Mpa,σ=4.5%;在315℃时,σb=229 Mpa,σ0.2=130 Mpa,δ=3.5%;在400℃时,σb=141 Mpa,σ0.02=131 Mpa,δ=3.3%.该复合材料在400℃退火200 h,硬度没有明显下降.微观组织分析表明:类球状细小弥散的Al12(Fe,V)3Si相的生成是该材料具有优异耐热性能的主要原因,此外,SiC颗粒的加入对提高该复合材料的耐热性能也有很重要的作用.     

喷射沉积Al-5.5Cu/TiAl3自生复合材料的微观组织及界面结构

采用喷射沉积工艺制备了Ａｌ－５．５Ｃｕ／ＴｉＡｌ３自生复合材料,并对该材料的微观组织及界面结构进行了研究。观察表明ＴｉＡｌ３与α－Ａｌ基体之间存在（０２０）Ａｌ／／（００２）ＴｉＡｌ３,［００１］Ａｌ／／［＾１１０］ＴｉＡｌ３的位向关系,力学性能测试结果表明喷射沉积Ａｌ－５．５Ｃｕ／ＴｉＡｌ３自生复合材料的抗拉强度较铸态的抗拉强度提高约１２％,延伸率提高４５０％,耐磨性则提高１５０％。     

喷射沉积FVS0812耐热铝合金板高温拉伸变形与断裂行为的研究

通过对FVS0812铝合金薄板在250℃-450℃的温度范围内和在0．001s^-1-0．1s^-1的应变速率下的拉伸试验，以及断口的SEM分析，研究了喷射沉积FVS0812铝合金板的高温拉伸变形与断裂行为。结果表明：加工硬化率随着温度的降低而加大，随着应变速率的增加而略有降低；应变速率敏感性指数随着温度的升高而上升；流变应力随着应变速率的增加而增大，随着变形温度的增加而降低；伸长率不仅随着温度的升高而增加．同时也随着应变速率的提高而加大，与常规铝合金薄板的变化规律恰好相反。     

喷射沉积Al5.5Cu/TiB_2自生复合材料的界面结构

运用ＴＥＭ 观察了铸态、喷射沉积态Ａｌ５ ．５Ｃｕ／ＴｉＢ２ 复合材料中ＴｉＢ２ 与基体的界面结构,发现在铸态时ＴｉＢ２ 与α（Ａｌ） 之间存在的位向关系为［０３３２］ ＴｉＢ２ ∥［１１０］ α（Ａｌ） ,（０１１１）ＴｉＢ２ ∥（００２） α（Ａｌ） , 而在沉积态时其位向关系为［０００１］ ＴｉＢ２ ∥［１１１］ α（Ａｌ） ,（１１２０）ＴｉＢ２ ∥（２２０）α（Ａｌ） 。力学性能测试结果表明： 喷射沉积后的Ａｌ５ ．５Ｃｕ／ＴｉＢ２ 自生复合材料的抗拉强度比铸态提高约５０ ＭＰａ , 延伸率则提高５００ ％ 左右,耐磨性能也有较大提高     

喷射沉积制备SiC_P/Al复合材料及冶金缺陷消除研究进展

喷射沉积SiCP/Al复合材料有着广阔的应用前景,但因孔隙、沉积颗粒边界、氧化等冶金缺陷无法完全消除而受限,发展全致密化技术和消除冶金缺陷对于提高复合材料的性能,拓展其应用尤为重要。文章综述了颗粒增强铝基复合材料、喷射沉积技术的发展现状和制约因素;论述了喷射沉积颗粒增强铝基复合材料的致密化技术,着重介绍了楔形压制工艺、陶粒轧制、旋球同步致密化和大塑性变形工艺;展望了喷射沉积铝基复合材料的的发展趋势,提出针对SiC颗粒的开裂,采用较小粒度(3μm~5μm)的SiC颗粒来增强、防止因SiC颗粒开裂导致过早失效;针对基体内部孔洞和沉积颗粒之间的氧化膜导致的失效,通过适当增大沉积颗粒尺寸降低表面氧化,并采用旋球同步致密减少坯料孔隙,降低坯料沉积坯中的氧含量,再通过往复镦-挤和等径角挤压等大塑性变形实现沉积颗粒间的完全冶金结合;针对SiC-Al界面的脱粘,通过SiC颗粒表面的预氧化适当增加SiC颗粒与Al基体之间的结合强度。     

喷射沉积-轧制工艺制备的FVS0812薄板的高温组织和力学性能

用喷射沉积-轧制工艺制备了FVS0812耐热铝合金薄板,研究了该板材在高温下的组织与性能.实验表明,板材具有优异的高温力学性能和热稳定性,可归因于基体上弥散分布的纳米尺寸的Al12(Fe,V)3Si相.FVS0812合金在200～300℃温区内延性降低,是铁原子扩散而造成的动态应变时效(DSA)的结果.较高温度下板材的拉伸断口呈晶间断裂,可能是由于DSA效应中铁原子和Al12(Fe,V)3Si扩散到晶界而造成的晶界弱化的结果.     

喷射沉积Al—5.5Cu／TiB2自生复合材料的界面结构

运用ＴＥＭ观察了铸态、喷射沉积态Ａｌ－５．５Ｃｕ／ＴｉＢ２复合材料中ＴｉＢ２与基体的界面结构,发现在铸态时ＴｉＢ２与ａ（Ａｌ）之间存在的位向关系向「０３３２」ＴｉＢ２∥「１１０」ａ（Ａｌ）,（０１１）ＴｉＢ２∥（００２）ａ（Ａｌ）,而在沉积态时其位向关系为「００１」ＴｉＢ２∥「１１１」ａ（Ａｌ）,（１１２０）ＴｉＢ２∥（２２０）ａ（Ａｌ）。力学性能测试结果表明：喷射沉积后的Ａｌ－５．５Ｃｕ／ＴｉＢ     

喷射共沉积2024／SiCw复合材料的微观组织及界面结构

运用ＴＥＭ技术分析了喷射共沉积态及挤压态２０２４／ＳｉＣｗ复合材料的微观结构及ＳｉＣｗ与αＡｌ基体等的界面结构,同时给出了喷射共沉积＋挤压＋Ｔ６处理态下该材料的力学性能及耐磨性能。结果表明,喷射共沉积２０２４／ＳｉＣｗ复合材料不仅具有较高的强度（５３５ＭＰａ）,同时还具有较高的延伸率（～１５％）,且其耐磨性比基体金属提高近一个数量级。     

激光重熔喷射电沉积纳米晶镍涂层微观结构

采用喷射电沉积法在45钢基体表面制备了纳米晶镍涂层,研究了激光重熔工艺对组织的影响.用扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计分析了涂层表面形貌、微观结构和显微硬度.结果表明,在优化的工艺参数下,喷射电沉积制备的镍涂层表面较平整、结合较致密,由平均尺寸为13.7 nm的纳米晶颗粒组成,但晶粒间仍有一定的间隙;经激光重熔后,熔融区内的晶粒尺寸明显减小,使涂层致密化程度得以提高并使涂层与基体由机械结合变为冶金结合,因此激光重熔处理后涂层的显微硬度明显提高.     

镍的摩擦辅助喷射电沉积过程及沉积效率

分别使用传统喷射电沉积和摩擦辅助喷射电沉积技术制备一组不同沉积时间的镍沉积层,并采用非接触式表面三维形貌仪对其表面形貌进行观察,采用XRD分析沉积层的晶粒大小和织构随沉积时间的变化,用TEM观察沉积层组织机构的不同,通过沉积层的厚度分析对两种方法的沉积效率和稳定性进行比较。结果表明:传统喷射电沉积镍层随着沉积时间的增加表面逐渐变得粗糙,沉积时间由20 min增加至120 min时,粗糙度Ra值由212 nm增加至282 nm,而摩擦辅助喷射电沉积镍层可以始终保持光亮平整,Ra值由最初的228 nm逐渐减小,并最终稳定在171 nm左右;摩擦辅助装置的加入对喷射电沉积效率影响很小,但使沉积的均匀性和稳定性得以提高;同时,该装置细化晶粒,使平均晶粒大小由15.6 nm减少至10.9 nm。     

成形温度对SiCP/Al复合材料性能的影响

采用粉末冶金的方法制备12%SiC_p/6066Al(体积分数)复合材料,研究了热压与热挤压成形温度对复合材料性能的影响。结果表明,热挤压有利于SiC颗粒在基体中的再分布且是粉末冶金法制备SiC颗粒增强铝基复合材料的必要工艺,而热压则有利于提高增强颗粒与基体的界面结合强度;在高于基体固相点温度热压烧结而低于固相点温度热挤压时,金属基体强度高且界面结合牢固,复合材料的性能最佳。本工艺中12%SiCp/6066Al的最佳热压温度为560℃,热挤压温度为430℃。     

SiCp/LD2复合材料焊缝组织及性能

采用Al—Mg及Al-Si两种焊丝分别对SiCp／LD2复合材料进行了MIG焊，利用光镜、电镜及MTS-810试验机对焊缝的组织及性能进行了分析，结果表明，采用Al-Mg焊丝焊接时，熔池中Al—SiC间的界面反应程度均较大．生成了较多的针状Al4C3，且Al4C3的尺寸较大。采用Al-Si焊丝时，MIG焊熔池中的界面反应程度显著降低，仅生成了少量尺寸较小的针状Al4C3；利用Al—Si焊丝还可有效地防止焊缝熄弧处的宏观结晶裂纹。力学性能试验表明，用Al-Si焊丝焊接的接头强度比用Al—Mg焊丝焊接的接头强度高。     

搅拌摩擦加工法制备铝基复合材料组织与性能研究

用搅拌摩擦加工法制备碳纳米管增强铝基复合材料,并对其组织及硬度进行了分析。结果表明:搅拌摩擦中心区晶粒尺寸与轴肩变形区相似,晶粒比较细小;搅拌摩擦区边界的晶粒组织发生了明显的塑性变形,晶粒被扭曲拉长。碳纳米管在搅拌摩擦中心区均匀分散,和基体结合良好。碳纳米管对基材有明显的强化作用,搅拌摩擦中心区硬度在55 HV左右,是纯铝的2倍。     

喷射沉积7075/15SiCp铝基复合材料高温拉伸变形与断裂行为

在300～450℃和0．001～0．1s6-1的条件下,对喷射沉积7075／15SiCp铝基复合材料板材的高温拉伸变形与断裂行为进行了研究，用扫描电镜（SEM）观察拉伸断口。结果表明，流变应力随温度的升高而下降，表现出相当的应变软化直至断裂。伸长率随着温度的升高和应变速率的降低而增加，但其应变速率敏感系数最大值仅为0．24,表明不存在超塑性，变形激活能为379kJ／mol，比基体7075铝合金变形激活能高。拉伸断裂行为主要由延性断裂机制控制，其基体金属可见大量局部塑性变形特征，无界面滑移是导致喷射沉积7075／SiCp复合材料过早断裂而不出现超塑性的主要原因。     

放电等离子烧结TaC/Ti复合材料的组织与力学性能

采用放电等离子烧结(SPS)制备碳化钽(TaC)颗粒增强钛基复合材料,通过X射线衍射仪、扫描电镜和电子探针分析了复合材料的微观组织和力学性能。结果表明：SPS制备方法在温度高于800 ℃烧结可得到致密TaC/Ti复合材料;TaC显著提高钛的硬度和强度,加入5%TaC复合材料的维氏硬度高于500 MPa,抗弯强度高于600 MPa;烧结过程中发生固相扩散反应,TaC与金属钛反应被消耗,析出分布均匀的(Ti,Ta)C1-x碳化物,分解出的Ta固溶于钛金属基体;第二相强化与固溶强化2种强化机制的共同作用使复合材料强度、硬度大幅度提高     

SiC颗粒表面处理对SiCp/Al-30Si复合材料组织及性能的影响

采用HCl酸洗的表面处理工艺对α-SiC颗粒进行处理,利用真空热压法制备以SiC为增强体的铝硅基复合材料,研究了表面处理态与原始态的SiC对该复合材料微观组织、抗拉强度的影响.结果表明,经表面处理的SiC增强铝硅复合材料界面结合良好,空洞减少,界面结合强度增强,该复合材料抗拉强度明显提高.     

双靶共溅射TiB2/Al复合薄膜的结构特征与

为研究高分散陶瓷对金属薄膜的强化作用,通过Al和Ti B2靶磁控共溅射方法制备了不同Ti B2含量的铝基复合薄膜,采用X射线能量分散谱仪、X射线衍射仪、透射电子显微镜、扫描透射电子显微镜和微力学探针表征了薄膜的微结构和力学性能。结果表明:在溅射粒子的高分散性和薄膜生长的非平衡性共同作用下,Ti B2靶的溅射粒子被超过饱和地固溶于Al的晶格中,复合薄膜形成的固溶体兼具了置换和间隙2种固溶类型特征。在这种置换和间隙"双超过饱和固溶"的作用下,铝固溶体的晶格产生剧烈畸变,复合薄膜的晶粒在很低的溶质含量下就迅速纳米化,并在晶界区域形成溶质的富集区。随溶质含量的增加,晶界的宽化使复合薄膜逐步形成了极细纳米晶分布于非晶基体中的结构。与此相应,薄膜的硬度迅速提高并在含5.8%Ti B2时达到6.9 GPa的最高值,进一步提高Ti B2的含量,复合薄膜因逐渐非晶态而呈现硬度的降低。研究结果显示了高分散Ti B2的超过饱和固溶对铝基薄膜显著的晶粒纳米化作用和强化效果。     

粉末注射成形SiCp/Cu复合材料的显微组织和力学性能

采用粉末注射成形技术制备了SiCp体积含量分别为5％、10％和15％的SiCp/Cu复合材料,对该复合材料的显微组织、显微硬度和抗拉强度进行了检测,观察了拉伸断口的形貌,对拉伸断口进行了能谱分析.结果表明:SiC颗粒较均匀地分布在Cu基体中;随着SiCp含量的增加,该复合材料的硬度增大,而抗拉强度先增大后减小;该复合材料拉伸断裂的裂纹源主要为SiC颗粒附近Cu基体的开裂、SiC颗粒与Cu基体界面的脱粘两种情况;在氢气气氛条件下烧结得到的该复合材料中不含O元素.     

高频磁场制备复合材料组织及性能研究

利用高频磁场制备Al-Si、Al-Fe复合材料,研究了试样长度对Al-24%Si复合材料显微组织及磁场强度分布的影响,以及在一定条件下改变磁场对Al-2%Fe复合材料的作用时间对其微观组织的影响。研究发现：两种复合材料的心部组织与表层组织明显不同,表层的显微硬度比基材要高出2~3倍;并且,试验材料形成了很好的过渡层,使初生相和基材得到很好的结合。