镁基复合材料加载热循环行为研究

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1、《镁基复合材料加载热循环行为研究》摘要：加载热循环分为三个阶段：初始蠕变阶段，稳定蠕变阶段和失稳变形阶段，稳态蠕变速率随外加载荷增大而增大；外加载荷越小，蠕变时间越长，断裂伸长率越大。热循环条件下复合材料的力学性能都会有所下降，且随着热循环次数的增加，力学性能下降的越来越明显。通过SEM对断口的观察，发现热循环后晶须与基体界面被破坏，甚至是脱粘，使得复合材料力学性能下降，且随着热循环次数的增加断口处晶须的脱落现象越来越严重，揭示了力学性能下降的原因。并且热循环上限温度对两种复合材料加载热循环后机械性能的影响要大于外加

2、载荷对其的影响关键词：镁基复合材料、加载热循环、尺寸稳定性、热疲劳性能Abstract:loadthermalcycleisdividedintothreestages:initialcreepstage,stablecreepstageandthebucklingdeformationstage,steady-statecreeprateincreaseswithappliedloadincreases;Thesmallerloads,creep,thelongerthegreatertheelongationat

3、break.Themechanicalpropertiesofcompositematerialsundertheconditionofthermalcyclewillbedeclined,andwiththeincreaseofthermalcycles,themechanicalperformanceofmoreandmoreobvious.ThroughtheSEMobservationofthefracture,foundthatthethermalcycleafterthewhiskerandmatrixi

4、nterfacearedestroyed,andevendebonding,thecompoundmaterialmechanicsperformancedegradation,andwiththeincreaseofthermalcycletimesoffractureofwhiskerfallsoffphenomenonmoreandmoreserious,revealsthereasonsofthedecreaseofmechanics.Andthermalcyclelimittemperatureoftwok

5、indsofcompositeload,theinfluenceofmechanicalpropertiesafterheatcyclethanloadsonitsinfluenceKeywords:magnesiummatrixcomposites、thermalcyclingloading、dimensionalstability、superplasticity10一、前言随着科学的进步和技术的发展，人们对材料要求越来越严格，另一方面，为了适应科学尤其是高新技术和新兴产业的发展，各种新型材料也随之出现，先进复合材

6、料就是其中之一。复合材料就是两种或两种以上化学、物理性质完全不同的材料通过某种方式或方法复合而得到的具有优越性能的固体材料称为复合材料，其定义包括：使高强度或高模量的增强物同作为第二种材料的基体相结合，所用的基本应允许复合材料能加工成需要的工程结构、并能把周围载荷传递到承载的增强物上。在先进复合材料中尤其是金属基复合材料由于其高比弹性模量，高比强度，耐疲劳，耐磨损，低能耗，低膨胀系数等特点，可广泛应用在军事，汽车，交通，航天，航空，冶金，化学，化工，机械，电子的各种领域，从而近50年来受到了各方面的关注，尤其在美国，

7、加拿大，日本等发达国家投入了大量的人力和物力来研究开发和生产这一类高性能的材料【1-4】二、镁合金性能及分类镁是所有结构用金属及合金材料中密度最低的，其密度仅为1.74g/m3。在金属镁中添加其它元素可以形成各种镁合金。镁合金是现在大量使用的工程结构材料中最轻的，与其它金属结构材料相比，镁合金具有比强度、比刚度高，减振性、屏蔽和抗辐射能力强，易切削加工，易回收等一系列优点，是继钢铁和铝之后发展起来的第三类金属结构材料，并被称为21世纪的绿色工程材料。但镁的晶体结构由于是密排六方结构，所以在常温下只有三个滑移系，从而造

8、成镁合金的塑性成型能力差。为提高镁合金室温塑性变形能力和有关性能，人们通过添加少量合金元素、采用剧烈塑性变形和采用合理的加工工艺，可有效改变合金组织状态，细化晶粒，提高镁合金的塑性变形能力。镁合金极易腐蚀，提高镁合金耐蚀性的途径主要有:开发新的镁合金;采用快速凝固工艺;应用表面技术,如化学转化处理、阳极氧化、金属镀膜、激光表面改性、离子注入等表