SiC_p尺寸对AZ91D镁基复合材料显微组织和力学性能的影响

采用搅拌铸造法制备了不同尺寸的SiCP增强AZ91D镁基复合材料,并对其显微组织和力学性能进行了研究。结果表明,当SiCp加入量为2%,SiC颗粒尺寸为0.5μm时,SiCp/AZ91D镁基复合材料晶粒细小,分布均匀。复合材料的抗拉强度达到150.6 MPa,与AZ91D基体相比提高了57.6%,但伸长率有所降低。     

SiC颗粒增强AZ91基复合材料拉伸性能研究

针对风力发电机组摩擦材料对性能的要求,在不同的温度下,成功制备出了SiC颗粒增强的AZ91镁合金基复合材料,并且对其拉伸性能进行研究.结果表明,SiCp/AZ91复合材料的抗拉强度高于AZ91基体镁合金;在同样的烧结温度下,直径较小的SiC颗粒对复合材料的抗拉强度提高幅度较大.     

SiC及Cu-SiC颗粒增强镁基复合材料的制备及性能

利用化学镀法制备了Cu包覆SiCp,研究了SiCp及Cu-SiCp增强镁基复合材料(SiCp/AZ91D和Cu-SiCp/AZ91D)的性能。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪及UTM4304电子万能试验机分析测试了镁基复合材料的组织结构,相组成及力学性能。结果表明,SiC颗粒增强镁基复合材料主要由α-Mg和Mg2Si相组成,SiC镀Cu后能够进一步细化晶粒,同时在Mg2Si相周边出现层片状的α+β相。SiCp/AZ91D和Cu-SiCp/AZ91D复合材料的力学性能显著高于AZ91D基体合金,Cu-SiCp/AZ91D复合材料的的抗拉强度达195.7 MPa。室温拉伸时,AZ91D合金表现为典型的脆性断裂特征,而SiCp/AZ91D和Cu-SiC/AZ91D复合材料表现为韧性断裂及部分准解理断裂。     

SiCp/AZ91D复合材料真空压力浸渗制备工艺及微观组织的研究

采用真空压力浸渗装置制备SiCp/AZ91D复合材料。对制备工艺进行了改进,提出了以SiC颗粒覆盖法保护镁合金熔体的措施,可以有效解决熔剂覆盖法易造成的熔剂夹杂问题;在压力0.4MPa、浸渗温度700℃、保压5min的条件下,制备SiC单一颗粒尺寸为5μm、体积分数为44.7%的SiCp/Mg复合材料;并且成功制备32μmSiC单一颗粒体积分数为56.4%的SiCp/AZ91D复合材料。经过光镜、扫描电镜和X射线衍射仪分析表明,采用SiC颗粒覆盖法制备SiCp/AZ91D复合材料组织致密、无明显孔洞及夹杂等铸造缺陷,有新相Mg2Si生成。     

AZ91D熔体中原位合成TiC颗粒及冲刷腐蚀性能

利用原位合成反应法,在不同温度(740、760和780℃)下对AZ91D镁合金熔体保温40min,制备了TiC/AZ91D镁基复合材料。借助光学显微镜和X射线衍射仪,对TiC/AZ91D镁基复合材料的组织形貌和物相进行观察和分析,并对制备的复合材料在质量分数为3.5%的NaCl溶液+石英砂条件下进行冲刷腐蚀磨损试验。结果表明,在740℃保温40min制备的复合材料主要由α-Mg、β-Mg17Al12和Al3Ti组成。保温温度分别为760℃和780℃时,AZ91D镁合金中均出现了原位合成的TiC颗粒,并且随温度升高,TiC的数量增加。此外,TiC/AZ91D镁基复合材料在3.5%的NaCl溶液+石英砂中的冲刷腐蚀磨损性能随保温温度的升高而增加。经780℃保温40min后的复合材料呈出最好的耐冲刷腐蚀磨损性能,相比于AZ91D镁合金提高了60.5%。     

纳米SiC颗粒增强AZ61镁基复合材料制备工艺的优化

采用高能超声方法制备了纳米SiC颗粒增强AZ61镁基复合材料.利用正交试验法研究了纳米SiCN含量、超声导入温度和超声作用时间等关键工艺参数对纳米SiCp/AZ61镁基复合材料力学性能的影响.试验结果表明,纳米SiC颗粒含量对复合材料的抗拉强度和伸长率的影响最显著.在本试验条件下,超声制备纳米SiC颗粒增强AZ61镁基复合材料的最佳工艺方案可优选为:纳米SiC颗粒含量为1%、超声导入温度为650℃、超声作用时间为15min.     

SiCp/AZ61镁基复合材料制备工艺和性能的研究

研究了三种不同铸造工艺条件下镁基复合材料的组织结构,并对其硬度进行了测定。结果表明:与全液态铸造法和半固态铸造法相比,搅熔铸造制备的SiCp/AZ61镁基复合材料,其增强相SiC颗粒分布均匀,气孔率较少,是一种较理想的金属基复合材料制备工艺。未增强的AZ61基体镁合金的维氏硬度高于其半固态坯料的维氏硬度;而SiCp/AZ61镁基复合材料的维氏硬度明显高于基体的维氏硬度,并随着SiC颗粒体积分数的增加其复合材料的维氏硬度不断提高。     

高能超声法制备SiCp／AZ91D纳米复合材料

采用高能超声法制备纳米SiC颗粒增强AZ91D镁基纳米复合材料.高能超声能够使纳米级陶瓷颗粒在镁合金熔体中有效分散,所制备的复合材料抗拉强度和屈服强度等力学性能比基体有所提高.其中所用SiC颗粒粒径在40 nm左右,在0.5%的添加量下复合材料可以获得较好的性能,铸态条件下抗拉强度超过200 MPa.     

SiCp/AZ61镁基复合材料制备工艺的优化

采用半固态搅拌法制备了SiCp／AZ61镁基复合材料。利用正交试验法研究了SiC颗粒加入量、搅拌温度、搅拌时间等关键工艺参数对SiCp／AZ61镁基复合材料力学性能的影响。结果表明，SiC颗粒加入量对复合材料的力学性能有着显著的影响，其次是搅拌时间和搅拌温度。在试验条件下，SiCp／AZ61镁基复合材料的半固态搅拌工艺方案可优化为：SiC颗粒加入量为6％，搅拌温度为595℃，搅拌时间为5min。断口分析显示，增强颗粒加入量为6％的SiCp镁基复合材料室温断口形貌呈脆性断裂特征。     

热挤压态SiC_p/AZ91镁基复合材料腐蚀行为研究

利用腐蚀失重和电化学测试方法,并结合SEM和TEM分析技术,研究增强相SiC颗粒的体积分数为2%,5%,10%和15%的SiCp/AZ91镁基复合材料(MMCs),在25℃条件下,含有饱和Mg(OH)2的3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,SiCp/AZ91 MMCs的腐蚀速率明显大于AZ91镁合金,并且随SiC颗粒体积分数的增加而增大。SiC颗粒不与AZ91基体直接构成微电偶,但是SiC颗粒的加入改变了SiCp/AZ91 MMCs的显微结构从而提高了腐蚀速率。主要原因为随着SiC颗粒的加入β相晶粒细化,使β相与α相间的微电偶腐蚀电流密度增大;SiC颗粒的加入使大量的β相在SiC颗粒与AZ91基体界面处优先再结晶,致使该界面处β相与α相间的微电偶腐蚀加速,间接导致SiCp/AZ91 MMCs的腐蚀加速。     

AZ91D镁合金半固态挤压铸造的研究

研究了AZ91D镁合金在不同半固态温度下的挤压铸造。结果表明：半固态等温热处理可以将金属型铸造的AZ91D镁合金锭中的枝晶组织转变为球形晶粒组织,并能进行半固态挤压成形。AZ91D镁合金半固态挤压成形所需的最佳工艺条件是加热温度570℃左右,保温时问25～35min,或加热温度580℃左右,保温时问10～20min。     

单/双尺寸SiCp对AZ91D镁合金组织和性能的影响

以AZ91D镁合金和平均颗粒尺寸为10μm和10 nm的SiC颗粒分别作为基体和增强相,通过半固态机械搅拌法制备出单、双尺寸SiC颗粒增强镁基复合材料。结果显示,SiC_p体积分数为2%的10 nm SiC_p/AZ91D复合材料的抗拉强度达到198 MPa,提升了34.7%,屈服强度达到113 MPa,提升了46.7%,伸长率达到6.4%,这主要由于纳米SiC颗粒的晶粒细化作用。断裂机制表明,SiC_p/AZ91D复合材料裂纹主要沿微米SiC_p-AZ91D的界面扩展。     

碳化硅颗粒增强镁基复合材料摩擦性能研究

选用AZ91D镁合金作为基体,平均粒径为50μm的SiC颗粒为增强相,采用机械搅拌法制备15vol%SiC_P/AZ91D复合材料。结果表明:通过观察复合材料摩擦磨损曲线,发现SiC颗粒均匀分布,在压缩温度为400℃时复合材料平均摩擦系数最小;比较2 h的AZ91D镁合金基体与复合材料的摩擦磨损曲线,复合材料的耐磨性较合金基体提高了20%,复合材料的平均摩擦系数较合金基体降低了15%。     

快速凝固/粉末冶金AZ91/SiCp镁基复合材料的相组成及界面

采用双辊雾化法制备快速凝固AZ91镁合金粉末,并用粉末冶金方法制备SiC颗粒增强的镁基复合材料棒材,研究AZ91/SiCp复合材料的微观组织、相组成及增强相与合金基体间的界面结构特点。结果表明：双辊雾化快速凝固AZ91镁合金粉末的相组成为α-Mg固溶体主相和微量细小的T-AlMg2Zn相,尺寸在0.2 μm左右;在后续热挤压过程中合金基体中析出大量的球形β-Mg17Al12,尺寸在0.5 μm左右,而T-AlMg2Zn相的形貌和尺寸无明显变化;复合材料在加热过程中,增强相SiC颗粒表面的SiO2层与合金基体之间发生界面反应。     

热处理对SiC_p/AZ91D复合材料组织和力学性能的影响

在无溶剂熔炼的条件下,采用挤压铸造法制备了SiCp/AZ91D复合材料,并研究了热处理工艺对SiCp/AZ91D复合材料组织和力学性能的影响。结果表明:经热处理后,SiCp/AZ91D复合材料的晶粒明显细化,平均尺寸在100μm以下;显微组织致密,无明显缩孔及夹杂等铸造缺陷,拉伸断口表现为韧脆混合断裂特征,主要由解理台阶、撕裂棱和小尺寸的韧窝组成。此外,其力学性能较未热处理的SiCp/AZ91D复合材料和AZ91D合金均有大幅提高,抗拉强度和伸长率分别提高了46.7%、147.8%和61.2%、88.1%。     

等温热处理对AZ91D半固态挤压铸造成形的影响

研究了等温热处理温度和保温时间等工艺对AZ91D镁合金半固态挤压成形的影响.结果表明半固态等温热处理可以将普通金属型铸造的AZ91D镁合金锭中的枝晶组织转变为球形晶粒组织,并能进行半固态挤压成形.AZ91D镁合金半固态挤压成形所需的最佳工艺条件是加热温度570 ℃左右,保温时间25～35 min,或加热温度580 ℃左右,保温时间10～20 min.     

纳米SiC颗粒增强AZ91D复合材料的制备及性能

利用高能超声辅助法制备纳米SiC颗粒(n-SiCp)增强AZ91D镁基复合材料(n-SiCp/AZ91D),并对其显微结构和室温力学性能进行测试分析。结果表明:纳米SiC颗粒的加入能够起到细化晶粒的作用,纳米颗粒在基体中的分布比较均匀,超声波辅助技术能够有效地分散纳米颗粒,在重力铸造下所制备的复合材料的抗拉强度、屈服强度和硬度均高于基体,尤其是屈服强度较基体提高了57%。     

粉末冶金法SiC_p/Mg基复合材料的力学性能和阻尼性能研究

采用粉末冶金法制备了SiC颗粒增强纯镁基复合材料,研究了它的力学性能与阻尼性能。SiC颗粒的加入显著提高了纯镁基复合材料的力学性能和阻尼性能。其中,10μm SiCp/Mg基复合材料的力学性能最好;室温下复合材料的阻尼性能优于纯镁的;纯镁及其SiC颗粒增强复合材料的内耗-温度曲线在100℃～150℃的温度范围内均出现与位错有关的内耗峰,随后随温度的升高内耗值继续增加,20μm SiCp/Mg基复合材料在200℃～250℃的温度范围内出现与界面滑移有关的内耗峰。     

T6热处理对消失模铸造AZ91D与AZ91D-1.5%Y镁合金组织与性能的影响

以消失模铸造AZ91D和AZ91D-1.5%Y镁合金作为研究对象,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线能谱仪(EDS)、及金属拉伸和硬度试验等系统研究了消失模铸造AZ91D和AZ91D-1.5%Y镁合金在T6热处理过程中β-Mg17Al12相的溶解与析出对组织及力学性能的影响。结果表明,T6(420℃固溶20 h,250℃时效)处理工艺中,随时效时间的延长,AZ91D与AZ91D-1.5%Y镁合金的硬度和抗拉强度不断提高,当时效时间为15 h时,硬度和抗拉强度达到最大值,AZ91D-1.5%Y镁合金固溶处理后硬度及抗拉强度均高于AZ91D镁合金。     

搅拌铸造SiC_p/2024铝基复合材料的显微组织与力学性能

利用搅拌铸造?热挤压工艺制备SiCp/2024铝基复合材料板材,研究该复合材料铸态、热挤压态和热处理态的显微组织及力学性能。结果表明:SiC颗粒较均匀地分布于铸锭中,大部分SiC颗粒沿晶界分布,少数颗粒分布于晶内,晶界粗大的第二相呈非连续状分布;复合材料经热挤压变形后,显微孔洞等铸造缺陷明显消除,破碎的晶界第二相及SiC颗粒沿热挤压方向呈流线分布,复合材料的强度和塑性显著提高;对热挤压板材进行(495℃,1h)固溶处理+(177℃,8h)时效处理后,其抗拉强度达430MPa,此时的主要析出强化相为S′(Al2CuMg);热挤压变形有利于改善SiC颗粒与基体合金的界面结合,热处理SiCp/2024铝基复合材料的主要断裂方式为基体合金的延性断裂、SiC颗粒断裂和SiC/Al的界面脱粘。