论文部分内容阅读
铝基复合材料具有高比强度、高比刚度、高弹性模量等优良的力学性能,同时还具有耐磨、耐腐蚀、耐热等优点,近年来在航空航天、军事、汽车制造等领域有广泛的应用。用半固态搅拌铸造法制备的SiC颗粒增强的铝基复合材料因其具有成本低、各向同性好且耐磨的优点,受到了越来越多研究者的亲昧。本文通过将铝粉和SiC粉末在行星球磨机中高能球磨制备了Al+SiCp预制颗粒,并使用半固态搅拌法制备了颗粒增强铝基复合材料,研究了预制颗粒(Al+SiCp)含量和Mg的加入对复合材料微观组织、力学性能及耐磨性的影响,以及T6热处理对复合材料的增强机理。本文研究结论如下:随着预制颗粒体积分数的增加,ZL101基复合材料的晶粒尺寸逐渐减小,而维氏硬度、抗拉强度和耐磨性逐渐增强,其最大值较基体合金分别增强了12.1%、25.7%和7.6%(压力为10N),而复合材料的伸长率逐渐降低。ZL101合金的主要断裂方式为韧性断裂,Al+SiCp/ZL101复合材料的主要断裂方式为准解理断裂。ZL101合金主要以粘着磨损为主,存在磨粒磨损。Al+SiCp/ZL101复合材料主要磨损机制为磨粒磨损,但存在粘着磨损。Mg元素的加入不仅可以细化晶粒、减少预制颗粒团聚现象,而且可以使复合材料中的共晶相由针状细化为粒状。Al+SiCp/ZL101-Mg复合材料的维氏硬度,抗拉强度和耐磨性均高于Al+SiCp/ZL101复合材料,但伸长率低于Al+SiCp/ZL101复合材料。ZL101-Mg合金和Al+SiCp/ZL101-Mg复合材料的主要断裂方式为解理断裂。ZL101-Mg合金和Al+SiCp/ZL101-Mg复合材料的主要磨损机制为磨粒磨损,但存在粘着磨损。热处理会使Al+SiCp/ZL101复合材料中共晶硅细化,Al+SiCp/ZL101-Mg复合材料中共晶硅长大变粗。T6热处理后复合材料的维氏硬度、抗拉强度、伸长率和耐磨性都有所提高,但对Al+SiCp/ZL101复合材料的提高幅度更大,分别提高了26.67%、54.44%、5.47%和10.29%(压力为10N);热处理后Al+SiCp/ZL101-Mg复合材料的抗拉强度随着预制颗粒体积分数的增加而先增加后降低,在增强颗粒体积分数为2%时取到最大值。T6热处理后ZL101合金和ZL101-Mg合金为韧性断裂;1vol.%Al+SiCp/ZL101复合材料和2vol.%Al+SiCp/ZL101复合材料为准解理断裂;此外别的复合材料以解理断裂为主。