论文部分内容阅读
Al-Cu系铝合金(如A206)是使用较早且用途较广的高强铝合金,具有良好的力学性能以及可加工性能,广泛应用于国民经济建设和国防建设当中。但其高的热裂敏感性,导致焊接时容易出现焊接裂纹,从而限制了在某些特殊领域的应用。Al-Zn-Mg-Cu系铝合金(如7075)是目前生产的室温强度最高的一类铝合金,它比Al-Cu系合金有更高的强度,因此被称为超高强铝合金。随着行业的迅速发展,对材料的综合性能要求越来越高。由于铝基复合材料一系列优异的综合性能,已经成为当今材料工作者研究的主流。 本课题以机械搅拌铸造法结合超声波处理工艺制备了 SiC颗粒增强铝基复合材料。研究了SiC增强颗粒对A206铝合金在超声波作用下的影响,发现其显微结构、综合力学性能以及焊接性能都得到了显著的改善。对于7075铝合金,在超声波处理后,铸态下 SiC对材料的改善作用并不明显,但是经热处理后,7075/1%SiC复合材料相较于7075铝合金材料,其延伸率、屈服强度和抗拉强度都得到了明显的提高。经过多种表征测试分析方法后得出以下结论: 1、超声波的声流效应和空化泡效应改善了SiC与Al基体之间的润湿性,提高了α-Al初晶的形核率,使α-Al初晶由树枝晶趋于等轴晶,晶界成分偏析减弱。 2、A206/1%SiC复合材料较A206铝合金,在铸态下抗拉强度基本不变,其屈服强度提高了20.8%,延伸率提高了42%;热处理后其抗拉强度也基本保持不变,但屈服强度提高了5%,延伸率提高了53.6%。 3、由DSC实验结果发现A206/1%SiC复合材料的凝固温度区间比A206铝合金的变窄了6℃左右,结晶温度区间变小,凝固收缩应力变小,裂纹敏感性降低。 4、通过平板表面TIG焊接测试发现,由于A206/1%SiC复合材料微观结构的改变,有效限制了焊接裂纹的产生,且具有更窄的热影响区,相对于A206具有较高的可焊性。 5、A206铝合金的焊接产生了微裂纹,而A206/1%SiC复合材料的焊接没有产生微裂纹。 6、7075/1%SiC铝基复合材料相较于7075铝合金,在铸态下屈服强度提高了6.9%,抗拉强度提高了7.8%,延伸率提高了12.2%;经 T6热处理后其屈服强度提高了13.9%,抗拉强度提高了16.3%,延伸率提高了136.6%,说明T6热处理后SiC对材料的改善作用非常显著。