SiCp-Al復(fù)合材料的尺寸穩(wěn)定性能研究.pdf

1、本文以復(fù)合材料在復(fù)雜零件中應(yīng)用為背景，旨在選擇非熱處理強(qiáng)化型Al-Mg合金作為基體，制備SiC/Al復(fù)合材料，并采用熱處理方法提高復(fù)合材料的尺寸穩(wěn)定性能，以期得到不需水淬并且尺寸性能穩(wěn)定的SiC/Al復(fù)合材料。
　　本文首先選擇了5A06Al和5A12Al作為基體制備了SiC/Al復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)在界面處會(huì)形成Mg2Si相和Al8Mg5相。SiC/5A06Al和SiC/5A12Al的微塑變抗力分別為167.8MPa和190.0MPa

2、，冷熱循環(huán)殘余形變值分別為1.79×10-6和1.92×10-6，考慮到材料的尺寸穩(wěn)定綜合性能，選擇5A06Al作為基體進(jìn)行系統(tǒng)研究。
　　以不同冷速對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行了均勻化熱處理，快冷時(shí)基體中形成了小晶粒組織，慢冷時(shí)基體中小晶粒已長(zhǎng)大，僅有多邊化位錯(cuò)存在?？炻齼煞N冷速下復(fù)合材料的冷熱循環(huán)殘余形變值分別為2.51×10-6和2.88×10-6，復(fù)合材料的微塑變抗力均為140MPa。
　　對(duì)鑄態(tài)復(fù)合材料以不同保溫時(shí)間進(jìn)行了退火處

3、理，保溫時(shí)間0.5小時(shí)材料存在著大量纏結(jié)位錯(cuò)，保溫時(shí)間延長(zhǎng)至4小時(shí)后基體內(nèi)出現(xiàn)了小晶粒組織；保溫0.5小時(shí)的微塑變抗力和冷熱循環(huán)殘余形變值分別為167MPa和1.75×10-6，而保溫4小時(shí)復(fù)合材料的微塑變抗力和冷熱循環(huán)殘余形變值分別為190MPa和3.25×10-6。
　　研究了退火工藝參數(shù)對(duì)進(jìn)行均勻化快冷熱處理后的復(fù)合材料尺寸穩(wěn)定性能的影響。隨著退火熱處理保溫溫度的降低，SiC/5A06Al的微塑變抗力逐漸提高，冷熱循環(huán)殘余形

4、變值值同樣也隨著退火溫度的降低而減小，當(dāng)退火溫度降低到160℃時(shí)微塑變抗力達(dá)到190MPa，冷熱循環(huán)殘余形變值為3.16×10-6。在160℃比較了保溫時(shí)間不同的尺寸穩(wěn)定性能，發(fā)現(xiàn)保溫時(shí)間4小時(shí)和24小時(shí)的冷熱循環(huán)殘余形變值分別為3.16×10-6和3.82×10-6，微塑變抗力基本保持不變。
　　研究了冷熱循環(huán)對(duì)進(jìn)行均勻化快冷熱處理后的復(fù)合材料尺寸穩(wěn)定性能的影響。經(jīng)過(guò)冷熱循環(huán)后，復(fù)合材料中產(chǎn)生了彌散分布的第二相，這種彌散相能有效

5、的釘扎位錯(cuò)的開(kāi)動(dòng)增殖，復(fù)合材料的微塑變抗力有顯著增加；但是經(jīng)過(guò)冷熱循環(huán)處理后復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)尺寸穩(wěn)定性下降較多。
　　根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，得到優(yōu)化熱處理工藝的原則為：對(duì)鑄態(tài)復(fù)合材料采取低溫退火的工藝。根據(jù)上述所得到的最佳熱處理工藝原則，綜合比較本次試驗(yàn)所有的熱處理工藝下 SiC/5A06Al復(fù)合材料的尺寸穩(wěn)定性能，認(rèn)為最優(yōu)熱處理工藝為在330℃保溫0.5小時(shí)，此時(shí)復(fù)合材料的微塑變抗力為167.8MPa，冷熱循環(huán)殘余形變值為1.75×