sicp_al基复合材料制备工艺及性能研究

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1、硕士学位论文SiCp/Al基复合材料制备工艺及性能研究STUDYONPREPARATIONPROCESSANDPROPERTIESOFSiCp/AlMATRIXCOMPOSITES王志刚哈尔滨工业大学2018年6月I国内图书分类号：TG146.2学校代码：10213国际图书分类号：669.2密级：公开工学硕士学位论文SiCp/Al基复合材料制备工艺及性能研究硕士研究生：王志刚导师：朱兆军副教授申请学位：工学硕士学科：材料加工工程所在单位：材料科学与工程答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学IIClassifiedIndex:TG146.2U.D

2、.C:669.2DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONPREPARATIONPROCESSANDPROPERTIESOFSICP/AlMATRIXCOMPOSITESCandidate：WangZhigangSupervisor：Ass.Prof.ZhuZhaojunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsProcessingEngineeringAffiliation：SchoolofMaterialsSci

3、enceandEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnologyIII哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本文通过对机械搅拌制备碳化硅增强铝基复合材料工艺的研究，确定了最佳的制备工艺参数，具体为：搅拌时熔体温度为630℃，搅拌速度350rpm，碳化硅颗粒加入完毕后继续搅拌1h。金相观察表明制备出的试样中碳化硅颗粒分布均匀，界面结合良好。铸态SiC/2014Al复合材料中基体的晶粒是粗大的树枝晶，晶粒平均大小约为50μm。加入碳化硅

4、颗粒之后，碳化硅主要分布在晶界上。在碳化硅颗粒周围树枝晶转变成了近球形的晶粒，晶粒大小平均约为30μm，细化了晶粒。经过T6热处理之后，复合材料中基体的晶粒由铸态时的树枝晶转变为了等轴晶。基体中主要存在的相为α-Al相，和一些含量比较少的第二相，如θ相(CuAl2)，W相(Cu4Mg5Si4Al)以及S相(CuMgAl2)等。复合材料的致密度随碳化硅含量的增加而降低，2%volSiC复合材料致密度为99.5%，5%volSiC复合材料为98.95%，10%volSiC复合材料为97.51%。对复合材料的铸态以及热处理态进行了力学性能测试，发现铸态时复合材料的

5、显微硬度较基体提升了16%，从93.4达到了109.5；经过热处理之后，复合材料的显微硬度较基体铝合金提升了46.94%，从107.8达到了158.4。铸态时复合材料的屈服强度最大为118.8MPa，抗拉强度最大为176.2MPa，延伸率最高仅为1.12%。经过T6热处理之后明显有了改善，含2%volSiC复合材料的抗拉强度能达到363.4MPa，延伸率达到了3.25%，含10%volSiC复合材料屈服强度高达292.1MPa。复合材料的强化机制主要有直接强化、细晶强化以及位错增殖强化等。对复合材料的拉伸断口分析，发现复合材料主要是脆性断裂。断裂机制主要包括

6、碳化硅颗粒与基体合金的脱粘、碳化硅颗粒的断裂以及基体合金的破坏三种类型。关键词：铝基复合材料；碳化硅颗粒；机械搅拌；显微组织；力学性能；断口分析I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInthispaper,bythemeansofmechanicalstirring,SiCparticlesreinforced2014Alalloycompositeswasfabricated,andthebestpreparationprocessparametersweredetermined,specifically,themelttemperaturewa

7、s630°Candthestirringspeedwas350rpmduringstirring.AftertheadditionofSiCparticles,stirringwascontinuedfor1hour.ThemetallographicobservationshowedthatinthepreparedsamplesSiCparticleswereuniformlydistributedandtheinterfacewaswell-bonded.Thegrainsofthematrixinas-castSiC/2014Alcomposites

8、arecoarsedendrites,andthea