原位铝基复合材料的制备及凝固组织控制

《原位铝基复合材料的制备及凝固组织控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、江苏大学硕士学位论文原位铝基复合材料的制备及凝固组织控制姓名：汪小燕申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：赵玉涛20060601霪{江苏大学硕士学位论文摘要本文采用原位熔体反应法成功合成了(A13Zr+A1203)p／Al、(A13Zr+A1203)p／AI-4Cu和(AIaZr+A1203)p／A356颗粒增强铝基复合材料，利用金相显微镜、扫描电镜、电子探针、X．射线衍射仪等多种现代分析手段研究了电磁场作用、快速凝固技术以及添加变质元素对铝基复合材料凝固组织的影响规律，并优化了工艺参数，研究了原位A13zr和舢203颗粒增强铝基复合材料的力学性能；探讨了

2、复合材料增强体与基体第二相之间的相互作用机制，并分析其强化机制。实验结果表明，以纯AJ、AI．4Cu、A356为基体，无机盐ZrOCh粉剂为反应物通过熔体反应合成的复合材料中增强相经XRD和EPMA分析为～3zr和Al：03。A120a颗粒呈圆形(电pm)，AlaZr颗粒为板条状和多面体状(2～5pm)；反应中主要最佳的工艺参数为：起始反应温度为850℃，反应时间为15min。以A356为基体的(AlaZr+AhOa)p／A356复合材料凝固组织最佳。磁场作用下复合材料凝固组织研究表明，在10Hz，100．300A内，随电流的增大，磁场强度的增强，颗粒明显得到细化

3、并呈均匀分布。在磁场作用下，复合材料基体组织中的枝晶得到细化。快速凝固对复合材料微观组织的影响研究表明，快速凝固不仅使A13乃增强相形貌由板条状变为近球状，而且促进了亚稳相A12Cu的生成，使颗粒主要分布在A12Cu晶界周围。变质元素Sr对(AhZr+A／203)／ZLl01A复合材料凝固组织的影响研究表明，sr对复合材料颗粒分布均匀性有积极的作用，并使共晶Si呈珊瑚状组织，T6态后转变为粒状。内生颗粒增强体与基体第二相相互作用研究表明，a(A1)相能在A13Zr颗粒表面形核生长，即Abzr颗粒可作为a(A1)相的异质形核核心，从而细化了基体组织。主要是由于AId

4、：r／A1之间存在一定的晶体位向匹配关系，满足共格条件。复合材料的力学性能研究表明，随着颗粒体积分数的增加，复合材料的抗拉强度有显著提高。电磁场作用下，当颗粒体积分数为12％时，(AhZr+A1203)p／A356复合材料的抗拉强度为172．6MPa，比基体提高了103．1％．快速凝固过程中，随线速度提高，平均显微硬度提高，当线速度达到35m／s时，显微硬度江苏大学硕士学位论文(HV=85．4)比常规铸造(HV=51．8)提高64．9％。(A13Zr+A1203)p／ZLl01A复合材料在经过T6热处理后，变质处理可以使其拉伸强度提高10％。对伸长率的影响不大。对

5、不同基体下复合材料的拉伸断裂形貌及其机理进行了分析，结果表明：内生A13Zr、A1203复合材料的增强机制主要有弥散强化、细晶强化、位错强化和固溶强化。关键词：颗粒增强铝基复合材料；电磁场；快速凝固；变质；力学性能Ⅱ‘’}江苏大学硕士学位论文Abstract(A13Zr+A1203)p／Al，(A13ZIO-A1203)p／AI一4Cuand(A13Zr+A1203)p／A356compo·siteshavebeensuccessfullypreparedby／n-s／tumeltreactiontechnique．Opticalmicroscopy(O^D，sc

6、anningelectronmicroscopy(SEM)，electronprobemicroanalyzer(EPMA)andX-rayDiffractometer(Ⅺ①)wereusedtoanalyzetheinfluenceofdifferentsynthesizingparametersonthemicrostructureofaluminummatrixcomposites．ThetechnologyparameterswereoptimizedThemechanicalpropertiesofin-situ(A13Zr+A12031particul

7、atereinforcedaluminummatrixcomposkeswereinvestigated．neinter-reactionmechanismbetweenreinforcementparticlesandthesecondphaseswasstudied．n坨strengtheningmechanismwasdiscussed．TheXRDandEPMAanalysisresultsshowA13ZrandA1203reinforcementphasessynthesizedbyin-situmokenreactionsfromZrOChandA1

8、，A1·4