n--SiCp增强铝基复合材料制备工艺与性能研究

摘要

本文以1350、2024铝合金为基体，以n-SiCP为增强相，采用常规DC铸造和低频电磁铸造制备1350/SiCP、2024/SiCP复合材料，其中n-SiCP是以粉末冶金方法与铝粉制成金属块体加入基体合金当中。研究了1350、2024铝合金及其复合材料在铸态、均匀化态时的组织变化，考查了1350铝合金及其复合材料挤压加工后的组织与性能变化，研究了2024铝合金及其复合材料在挤压态、固溶态与时效处理状态的组织、性能变化。
　　低频电磁铸造时，由于电磁场的搅拌作用，打破了n-SiCP的团聚，使其均匀、弥散分布。
　　1350、2024铝合金及其复合材料经热挤压加工后，组织中的残余相破碎分布于基体中，晶粒沿挤压方向拉长呈纤维状分布。
　　1350/SiCP、2024/SiCP复合材料挤压材的抗拉强度均高于基体1350、2024铝合金，分别提高了55.5％，1.2％，延伸率分别降低了40.1％，14.6％。
　　2024铝合金及其复合材料挤压材经480℃固溶处理后，组织中的残余相重新回溶于基体，形成过饱和固溶体，挤压材中的晶粒发生再结晶长大。2024/SiCP复合材料挤压材的强度与硬度优于基体2024合金，延伸率与电导率低于基体合金。2h、4h、6h、8h与16h时效处理过程中，在时效8h时，挤压材的强度与硬度达到最高值，材料延伸率最低。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 铝基复合材料的发展与应用

1．1．1 铝基复合材料的发展

1．1．2 铝基复合材料的应用

1．1．3 SiCp增强铝基复合材料的制备方法

1．2 铝合金半连续铸造工艺

1．2．1 铝合金传统半连续铸造工艺

1．2．2 铝合金电磁半连续铸造工艺

1．3 2024与1035铝合金简述

1．3．1 2024铝合金

1．3．2 1350铝合金

1．4 铝合金挤压概述

1．4．1 铝合金挤压方法

1．4．2 挤压法的优缺点

1．4．3 挤压制品的组织

1．4．4 挤压制品的力学性能

1．5 本实验研究的主要内容

第2章 实验方法

2．1 实验工艺流程

2．2 实验材料制备

2．3 热处理工艺

2．3．1 均匀化热处理

2．3．2 固溶与时效热处理

2．4 挤压工艺

2．5 检测与分析方法

2．5．1 宏观硬度测试

2．5．2 电导率测试

2．5．3 力学性能测试

2．5．4 显微组织观察与分析方法

第3章 n-SiCp／Al复合粉末的制备

3．1 n-SiCp的预处理

3．1．1 预处理的必要性

3．1．2 高温加热预处理

3．2 原料的均匀混合(混料)

3．2．1 球磨法的基本原理

3．2．2 影响高能球磨的主要因素

3．2．3 高能球磨过程中的基本参数

3．3 SiCp／Al复合粉末的压制成形

3．3．1 压制成型原理

3．3．2 压制设备

3．3．3 压制成型过程

3．4 SiCp／Al复合粉末的烧结

3．5 物相分析

3．5．1 n-SiCp物相分析

3．5．2 SiCp／Al粉末烧结物相分析

3．6 本章小结

第4章 SiCp铝基复合材料铸态与均匀化态组织与性能

4．1 铸态实验结果

4．1．1 铸锭表面质量

4．1．2 铸锭铸态金相组织

4．1．3 铸态金相组织分析

4．2 铸锭均匀化热处理

4．2．1 均匀化温度的确定

4．2．2 铸锭均匀化金相组织

4．2．3 铸锭均匀化金相组织分析

4．3 本章小结

第5章 SiCp铝基复合材料挤压、固溶时效处理后的组织与性能

5．1 挤压材性能与金相分析

5．1．1 挤压材性能测试与分析

5．1．2 挤压材金相组织与分析

5．2 挤压材固溶性能与金相分析

5．2．1 挤压材固溶性能与分析

5．2．2 挤压材固溶金相与分析

5．3 挤压材T6处理性能与金相分析

5．3．1 挤压材T6处理性能与分析

5．3．2 挤压材T6处理金相与分析

5．4 本章小结

第6章 结论

参考文献

致谢