SiCpAl-Mg-Zn复合材料的制备技术研究

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1、中文摘要摘要：高速列车轻量化是提升我国铁路快速发展的重要因素，采用新型材料进一步减轻高速列车制动件的重量是实现轻量化的关键之一。在这种背景条件下，本文采用了真空搅拌铸造法研制出一种新型的SiC颗粒增强A1．Mg-Zn基复合材料。本文主要研究了制备该种复合材料的颗粒复合工艺过程、复合材料的重熔以及真空吸铸工艺过程和该种复合材料的干摩擦特性，研究结果表明：在搅拌速度为900rpm，搅拌温度为580。C条件下，通过金相观察，颗粒在基体中得到很好的分散；复合材料的孔隙率为1．43％；氧化夹杂大大减小；颗粒与基体合金结合良

2、好，界面上没有明显的界面反应层；在基体中发现了共晶树枝晶，发现颗粒尺寸较大时为一级树枝晶所“吸附’’，颗粒尺寸较小时为二级树枝晶所“吸附”。在重熔和真空吸铸过程中，吸铸出复合材料的试棒。15wt％SiCp／A1．Mg．Zn复合材料的抗拉强度为393MPa，延伸率为1．1％。复合材料的断裂以颗粒断裂为主，存在少量的颗粒与界面脱离。与基体合金相比，颗粒的加入会使复合材料的磨损量降低，摩擦系数提高；在载荷为50N条件下，当滑动距离为1000m时，复合材料进入稳定磨损阶段，摩擦系数趋于稳定；在低载条件下，磨损表面以磨粒磨

3、损为主，主要由犁沟，表面硬化层和损坏区域组成；在中载条件下，横向或者纵向的裂纹和磨损区域产生，这些横向或纵向的裂纹形成了易碎易剥落的碎片；在临界载荷条件下，合金和复合材料的磨损表面特征是鳞片状的磨损层，表面硬化层被磨穿，并且导致严重的氧化。本文成功制备出一种新型的颗粒增强铝基复合材料，研究了该复合材料的制备和加工工艺参数，探讨了复合材料的力学性能和摩擦性能，为该种复合材料应用于制动件做了基础研究。关键词：SiC颗粒铝基复合材料搅拌铸造法真空吸铸于摩擦分类号：TB331ABSTRACTABSTRACT：Lightw

4、eightisoneofthemostimportantfactorswhichcanupgradeoura●country’sHigh．speedRailway．ItiskeypointsthatreduceweightofdriskBrakeusingnewmaterial．Inthepresentwork，astirringcastmeathodwasusedinhopeofproducinganewparticulatereinforcedAluminiummatrixcomposites．SiCpart

5、iculateWasselected2Lsmereinforcementwhichhaveaaveragesizeof20larn．ThematrixalloyofthecompositewasA1—6Mg-3．5Zn．ThemainobjectiveofthisworkiStorevealthemechanicalstirringprocessing，theremeltingandadjustablepressurevacuumcastingprocess，thedryslidingwearbehaviorof

6、SiCp—A16M93．5Zncastcomposites．Themicrostructureoftheproducedcompositeswasexaminedbyopticalmicroscope．AuniformdistributionofSiCpwithinthematrixisachievedat580。Candmatrix．Theof900rpm．Therewasnoparticleclusteringandoxideinclusioninposoritycompositesreach1．43％．Fr

7、omtheSEMimage．therewasnointerfacialreactionlayerattheinterface，mebondbetweenparticleandmatrixWasstrong．Themicrostructuralfeaturewasinthefomofdendrites．Itseemedthatlargepaiclewereentrappedbetweenprimarydendriticalms，whilecomparativelysmallpaticlewereentrappedb

8、etweenthesecondarms·andadjustableA15wt％SiCp．AIMgZntensilesamplewasproducedbyremeltingpressurevacuumcastingprocess．ThetensilestrengthCanreached393MPaandtheelongationwasreached1．1％。Examinat