2024复合材料F
2024-04-23 12:18:22
iC颗粒增强变形铝基复合材料比强度高、比刚度高,并且具有各向同性和良好的二次加工性能,可以采用常规金属加工方法一挤压、轧制、锻种零件和型材,成为当前金属基复合材料研究的主要方向之一本论文在查阅了国内外大量文献的基础上,主要研究Sic铲压、”接等制造各颗粒增强铝基(2024金)复合材料的真空压差、搅拌铸造工艺以及热处理工艺对复合材料力学性能和微观结构的影响,确定Vol.研究了热处理工艺对15%SiC颗粒增强铝基复合材料的最佳热处理工艺制度。此外,还sic颗粒增强铝基复合材料影响。为该类材料在航空、航天、兵器工业以及汽车等领域中的一些关键部位零件的应用提供理论和实验依据/采用真空搅拌复合、压差铸造技术可以制备出较高质量的sic颗粒增强铝基复合材料。该技术通过在较高温度下颗粒和熔体混合,在较低温度下颗粒与熔体充分润湿的变温搅拌过程,较好地解决了sic颗粒与铝合金熔液润湿性的问题,为后续研究该类材料的变形加工奠定了基础。微观组织分析证明制备的复合材料中sic颗粒均匀分布、SiCp/AI界面结合良好;对于Vol.15%SiC颗粒增强铝基复合材料,最佳的固溶工艺参数是510CX60分钟,最佳的时效工艺参数是1900C10小时。经固溶和时效处理后复合材料的抗拉强度提高了21.1%,延伸率则略有降低;能谱分析表明,sic颗粒增强铝基复合材料时效时的强化相主要是CUAIZ。扫描电镜观察发现在铸态时的sic颗粒增强铝基复合材料中已经有少量的CUA12第二相粒子析出;透射电镜观察发现在固溶处理和时效处理后复合材料中均发现了高密度位错的存在,正是位错的存在引起第二相粒子的沉淀析出,从而复合材料得到强化;扫描电镜观察发现sic颗粒增强铝材料经过固溶和时效处理后的断裂方式由铸态时的混和断裂方式转变为脆性断裂关键词复合材料,搅拌铸造,热处理北京科技大学硕士学位论文hodsolvedwettingpropertybetweenSiCpAIalloythroughmixingthemhighertemperaturelowertemperature,establishedfoundationfiutherresearchitsdistortion;After510Ohheattreatment,Vol.15%SiCp/2024compositeincreaseditsextendratiosdecreased.;SEManalysisshowedstreng油ucedCUA12AfterheattreatmentfracturemodeSiCp/2024compositechangedfrommixedfracturefragilefractureKeyWords:Composite,Stirring-cast,HeatTreatment本人郑重声明:所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得北京科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。,刀刀3.关于论文使用授权的说明本人完全了解北京科技大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅:学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论(保密的论文在解密后应遵循此规定)签名:/X导师签名:蟒寻。期:uv本课题来源于北京航空材料研究院的某武器装备预研基金项目。其主要目的是研究Sic颗粒增强变形铝基复合材料的低成本制造技术,以图大幅度提高其使用性能,从而满足航空、航天以及军工设计等部门对高质量结构用材的技术要求,并为该类新材料在航空、航天、兵器工业以及汽车等领域中的一些关键部位零件的应用提供理论和实验依随着近代高新技术的发展,对材料提出了多方面的性能要求,推动着材料向高比强度、高比刚度、高比韧性、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、抗疲劳等多方面发展。复合材料的出现在很大程度上解决了材料领域当前面临的问题,推进了材料研究的进展。金属基复合材料(MMC)是以金属、合金或金属间化合物为基体,并含有增强成分的复合材料。这种材料的主要目标是为了解决航空、航天等高技术领域提高用材强度、弹性模量和减轻重量的需要。金属基复合材料可以分为纤维增强金属基复合材料和颗粒增强金属基复 合材料两大类。 虽然纤维增强金属基复合材料在某些方面的性能优于颗粒增强金属基复合材料,但 其价格昂贵以及产品的各向异性,在使用上受到一定的限制。非连续增强相(包括晶 须、颗粒)增强金属基复合材料则由于解决了增强材料制备成本昂贵的问题,而且材料 各向同性,克服了制备过程中存在的诸如纤维损伤、微观组织不均匀、纤维与纤维相互 接触、反应带过大等影响材料性能的缺点,并且增强相价格低廉,制造工艺比较简单和 成熟,可以采用常规金属加工方法一一铸造、粉末冶金、挤压、轧制、锻造、旋压、焊 接等制造各种零件和型材,具有各向同性和良好的二次加工性能,成为当前金属基复合 材料研究的重要方向之一。特别是铝合金具有重量轻、比强度和比刚度高等优点,与其 它材料相比,在性能、可靠性、经济性、性能成本比等方面的优势也非常明显,因而被 作为主要的结构材料来使用,尤其是在航空、航天领域中的应用更为突出,在飞机中 80%的结构用材为铝系合金。而且铝资源丰富,熔点也不高,因而制备和生产铝基复合 材料比其它金属基复合材料更为经济,易于推广和应用。尤其是随着航空航天工业的发 展,对材料的耐高温性能提出了更高的要求,普通铝材己不能满足其要求,若使用钢结 构件或钦结构件则会增加重量或增加成本,而铝基复合材料不仅具有比强度、比刚度高 的优点,而且有良好耐高温性能,用它来制作结构件还可以降低重量,不失为一种性能 优良的航空航天结构用材料,因而在国内外受到普遍重视. 颗粒增强铝基复合材料具有比刚度、比强度高,耐磨性、抗蠕变性和热稳定性好,热膨胀系数小等特点。其比刚度超过了钢和钦合金,用以取代钢、钦合金等材料,可明 显减轻重量,取代铝合金可明显提高某些构件的力学性能和物理性能。这些优异的特性 决定了该类复合材料对航空、航天技术以及兵器工业的发展有重要的价值,具有广阔的 航空、航天和军事应用以及其它的民用前景。因此,研究与开发 Sic 颗粒增强铝基复合 材料的低成本制造技术,对于提高 sic 颗粒增强铝基复合材料的使用性能,完成该类新 材料在航空、航天以及兵器工业等领域中的一些关键部位零件的应用,推动我国国民经 济、国防工业的发展具有重要的意义。 sic 颗粒增强铝基复合材料的力学性能和微观组织在很大程度上受到sic 颗粒在铝 合金基体中分布的均匀程度以及 sic 颗粒和铝合金基体之间界面结合状况的直接影响, 而这两个方面都是由复合材料的制备工艺直接决定的,因此合理的制备工艺是获得性能