【摘 要】
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本文以Mg-Zn-Y-Ce-Zr合金为研究对象,通过快速凝固、往复挤压等工艺制备了RE-4p-EX-CT66、RE-4p-EX-RS66镁合金,并对两种合金的组织与力学性能进行了对比分析,进而选用RE-4p-EX-RS66为基体,平均尺寸为0.6μm的SiCp为增强体,制备出不同SiCp含量增强的RE-4p-EX-(xSiCP/RS66)复合材料。利用OM、SEM、TEM等分析了基体合金和复合材料
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本文以Mg-Zn-Y-Ce-Zr合金为研究对象,通过快速凝固、往复挤压等工艺制备了RE-4p-EX-CT66、RE-4p-EX-RS66镁合金,并对两种合金的组织与力学性能进行了对比分析,进而选用RE-4p-EX-RS66为基体,平均尺寸为0.6μm的SiCp为增强体,制备出不同SiCp含量增强的RE-4p-EX-(xSiCP/RS66)复合材料。利用OM、SEM、TEM等分析了基体合金和复合材料的组织与相组成,并测试其室温力学性能、摩擦磨损性能及阻尼性能。得出如下结论:(1)RE-4p-EX-CT66和RE-4p-EX-RS66合金的组织均由α-Mg固溶体、W相及Mg17Ce2相组成,但RE-4p-EX-RS66合金的晶粒更细小,第二相分布更均匀。RE-4p-EX-(xSiCP/RS66)复合材料组织由α-Mg、W相、Mg17Ce2相及SiCP组成,无新相生成。复合材料组织大体均匀,SiCP与基体结合良好,在SiCP周围有大量的位错生成。当SiCP含量大于5%时,组织中SiCP有少许团聚。(2)RE-4p-EX-RS66的硬度值为104.2 HV50,比RE-4p-EX-CT66提高了5.14%,RE-4p-EX-(xSiCP/RS66)复合材料的硬度比基体合金有所提高,且随着SiCP含量的增加,复合材料的硬度升高。(3)RE-4p-EX-RS66的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别为422.05 MPa、418.71 MPa、10.52%,比RE-4p-EX-CT66分别提高了9.24%及9.43%,而伸长率降低了2.32%。RE-4p-EX-(xSiCP/RS66)复合材料的抗拉强度和屈服强度较基体合金显著升高,且随着SiCP含量的增加而增大,但伸长率降低。基体合金的拉伸断口呈典型的延性断裂特征,而复合材料的拉伸断口则为韧-脆混合断口。(4)增强体SiCP的加入能够改善基体镁合金RE-4p-EX-RS66的耐磨性,使得复合材料进入稳态磨损阶段的时间小于基体镁合金。且随着载荷及滑动速度的增加,基体镁合金的磨损机制由磨粒磨损逐渐转变为粘着磨损及剥层磨损,复合材料的磨损机制则由磨粒磨损向粘着磨损转变。(5)室温和频率相同条件下,应变振幅较小时,基体镁合金及复合材料的阻尼性能几乎不随应变振幅的变化而发生变化;随着应变振幅的增大,基体及复合材料的阻尼值均随着应变振幅的增加而快速提高。(6)增强体SiCP的加入所引起的高密度的位错是室温下复合材料阻尼性能提高的主要原因,并且所得到的室温-应变振幅的曲线的模拟结果与G-L位错阻尼模型吻合较好,表明基体镁合金及复合材料的阻尼机制主要是位错阻尼。
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