原位合成mg2sial复合材料超塑性研究

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1、原位合成M92Si／AI复合材料超塑性研究StudyonSuperplasticityofIn·-situSynthesisedM92Si／AlComposites专业名称：挝鲞兰堂指导老师：陈刚教授2014年6月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

2、本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位敝储躲缉蛸3乱中年妇驴b学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(

3、包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密学位论文作者签名：缸局L衅J昕6月州特蒜聊日谚产’钿／主日江苏大学硕士学位论文摘要颗粒增强铝基复合材料因增强相颗粒的存在限制了其塑性成形的能力，故关于其超塑性变形的研究意义重大。本文以纯Al、纯Mg和A1．20Si中间合金为原料，利用原位反应法成功制备4％wt．MgaSi／A1复合材料并对其进行超塑性预处理。通过金相显微镜、扫描电镜、x射线衍射仪、透射电镜等多种现代分析手段，研究了超塑性预处理：T6热处理、多向锻造及均匀化退火对复合材料的微观组织及室温力学性能的

4、影响；采用高温单向拉伸的方式测试了复合材料的超塑性，并对其变形特征及变形机理展开分析。复合材料预处理前后的微观分析表明：未预处理前，M92Si相呈粗大的枝晶状分布在晶界处，严重割裂基体，不利于材料的塑性变形。超塑性预处理后，M92Si的形貌及大小发生了显著的变化，转变成以球状颗粒的形式均匀分布在基体上，其平均尺寸减小到5p．m以下，基体的晶粒也得到了一定程度的细化。预处理前后复合材料的室温力学性能测试表明：预处理后4％wt．MgaSi／AI复合材料的伸长率6达到11．4％，比处理前提高了100％，塑性大大提高；断裂形

5、式表现出明显的韧窝断裂特征。对4％wt．M92Si／AI铝基复合材料分别在变形温度为773K、803K、833K，应变速率为10。1。。S1、10。2S～、10"3S～、104S‘1的条件下进行高温单向拉伸。流变应力值随着变形温度的降低和应变速率的增加而增加；4％wt．M92Si／A1复合材料的延伸率随着温度的升高和应变速率的增加，呈现出先增大后降低的趋势，并在803K、10‘3S。1时，延伸率达到165％；虽然应变速率敏感系数m值均小于0．3，但该材料仍具有较大的超塑性变形潜力。4％wt．M92Si／AI复合材料在

6、高温拉伸变形过程中，其变形主要机制是位错运动协调晶界滑移机制。通过对其断口的分析，断裂以韧性断裂为主，断口呈现典型的韧窝形貌，分布均匀，为等轴韧窝；韧窝的大小及深浅随变形温度及应变速率的改变而变化，与材料延伸率密切相关。4％wt．MgaSi／Al复合材料超塑性变形时，晶界滑移造成应力集中时会在材料内部产生孔洞。孔洞将随着变形发展而长大和连接，孔洞的大小和体积分数受应变速率、变形温度、晶粒尺寸等因素的影响。在形成初期，孔洞的尺寸较小，其原位4％M92Si／A1复合材料超塑性研究长大机制主要是一般扩散机制；当长大到一定尺

7、寸，长大机制以塑性变形控制机制为主，最终孔洞沿着拉伸轴的方向分布。关键词：M92Si／A1复合材料，原位反应，超塑性预处理，高温单向拉伸，超塑性变形机制，断口形貌江苏大学硕士学位论文ABSTRACTResearchonsuperplasticdeformationofparticlereinforcedaluminummatrixcompositesissignificant，asitsplasticformingbecomesdifficultfortheexistenceofreinforcements．Inth

8、ispaper,in-situ4％wt．M92Si／A1compositesweresuccessfullypmp盯edbyin-situreactionofpureAI，pureMgandAI一20Simasteralloy．And4％wt．M92Si／A1compositeswerepretreatedtoobtainsuperplasti