SiC_p/2024Al复合材料超塑变形过程中微观结构的变化及变形机理

摘要

对熔铸法（IM）制备的质量分数为15％、尺寸为14μm的SiC颗粒增强2024Al复合材料轧制板材，在最佳超塑条件下进行了超塑拉伸试验，试验温度为520℃，初始应变速率为8．33×10（－4）s（－1）。用光学显微镜和透射电镜研究了在此试验条件下把试样拉伸到不同阶段的组织结构。同时利用扫描电镜对在最佳拉伸速率下拉伸温度分别为490，510和520℃的试样断口进行了形貌观察。结果表明：在变形初期，晶粒出现了等轴化。随延伸率增加，晶粒平均尺寸变化不大，而轴比稍有增加。当延伸率达到200％时，小晶粒数目急剧增多且分布极不均匀，从而造成晶粒的平均尺寸明显减少，此时轴比增到1．27。当试样拉伸到断裂时其晶粒轴比为1．58。位错的形态和密度随变形量的增大不断变化。变形初期位错的密度和形态与520℃保温15min的样品相近，并且呈一根一根的单体形式，彼此交割成网络。随变形量增大，位错密度明显增大，同时形成了蜷线位错，最后形成缠结和胞状结构。不同温度下的断口形貌明显不同，由低温韧窝状的断口形貌逐渐发展成高温表面被大量的波浪型流线所覆盖的混乱的断口形貌，此时表面产生了大量的项子，其长度大约为20～60μm。