颗粒增强铝基复合材料及其半固态成形工艺研究

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1、上盘厶璺亟士堂位监塞摘要本文研究了SiC颗粒增强铝基复合材料及其半固态成形工艺。首先采用将机械搅拌、电磁搅拌、连铸三者相结合的方法制备得到一系列不同颗粒含量和不同颗粒尺寸的SiC颗粒增强铝基复合材料非树枝晶坯料，对所得到的坯料进行一次加热和触变成形得到SiC颗粒增强铝基复合材料半固态成形件；并对这一系列半固态成形件进行了多种性能的测试；还对比了SiC颗粒增强铝基复合材料在不同状态下的组织形貌：借助DSC实验讨论了复合材料的界面问题。研究表明：在二次加热过程中，随着SiC颗粒体积含量的增加，复合材料的加热时

2、'白J随之缩短

3、：SiC／ZLIOI铝合金复合材料在重力浇铸态、连铸态、半固态成形态卜f的组织形貌与ZLl01铝台金在相对应状态下的组织形貌是相似的；SiC颗粒增强铝基复合材料半固态成形件的硬度、磨损性能、弹性模量都随着SiC颗粒体积百分含量的增加而增加；在SiC颗粒对ZLl01铝合金基体的强化作用和弱化作用共同影响下，SiC颗粒增强铝基复合材料的抗拉强度先随SiC颗粒体积含量的增加而增强，当SiC颗粒体积含量达到某一临界值时(临界值随着SiC颗粒』t、』的变化而变化)，抗拉强度开始随着SiC颗粒体积含量的增大而减弱，并且，SiC颗粒尺

4、寸越大，这种减弱趋势就越为明显：SiC颗粒增强铝基复合材料的界面反应产物可能是MgO、A1．C。或者MgO、MgAl：0。和A1⋯C改善SiC氧化处理方法和降低搅拌时的高温停留时间可以抑制脆性碳化物A1．C。的生成。Jt#b，本文还成功制备了SiC颗粒增强铝基复合材料制动盘，研究表明siL颗粒增强铝基复合材料制动盘的导热性要优于铸铁制动盘的导热性。关键词：SiC颗粒增强铝基复合材料；半固态成形工艺：力学性能；组织形貌：制动盘E堑厶堂亟±堂位论塞ABSTRACTSiCreinforcedaluminumalloycompo

5、siteanditssemi—solidforminghavebeenstudiedinthisthesis．Bycombiningmechanicalstirring，magneticstirringandcontinuecasting，thenon—dendriticbilletsofaluminummatrixcompositesreinforcedwithdifferentvolumefractionandsizeofSiCweremanufactured，thenthesemi-solidpartsofthec

6、ompositeweremadeafterreheatingandthixoformingofthebillets；themicrostructureandmechanicalpropertiesofthepartshavebeenstudiedandanalyzed；theinterfacesofthecompositeshavebeendiscussedusingDSC．hisshowedthattheheatingtimeofthecompositesbecomesshorterwiththeincreaseoft

7、heSiCcontentinthecompositesduringremelting；themicrostructureoftheSiC／ZLl01compositeindifferentstatesissimilarasthemicrostructureoftheZLl01inthecorrespondingstate；thehardness，wearresistancepropertiesandthemodulusofelasticityofthepartsincreaseallthroughasthevolumef

8、ractionoftheSiCincreases；whilethetensile—strengthofthepartsincreasesfirst，thendecreasesasthevolumefractionoftheSiCincreases，furthermore，thelargerthesizeofSiCis，themorethetensile-strengthdecreases；MgO、ALQOrMgO、MgAl20JandA1MCcanprobablybeproducedasaresultoftheinter

9、facialreaction，improvingoxidationmethodoftheSiCandshorteningthetimeofstirringcanbeeffectivemethodsforinhibitingtheformationofbrittleA1，C，．Inaddition，theSiC／ZLl