SiC_pGrZL101复合材料显微组织力学性能断裂方式阻尼性.doc

半固态搅拌制备SiC_p/Gr/ZL101复合材料组织与性能研究【摘要】 采用半固态搅拌常规温度(730)重力浇注和半固态搅拌低过热度(630)重力浇注两种工艺方法制备出了碳化硅(SiCp)和石墨(Gr)颗粒复合增强ZL101铝基复合材料,并研究了体积分数不同的增强颗粒对复合材料组织与性能的影响。研究表明：通过以上两种工艺,能够制备出增强颗粒分布均匀,且与基体合金结合良好的颗粒增强铝基复合材料。为了解决增强颗粒与基体合金浸润性差以及分布不均匀等问题,在搅拌复合之前,对SiCp进行1000的高温焙烧预处理；在复合材料熔炼制备的过程中,当合金熔化并冷却到液固相线温度之间(600)时,加入经300预热的SiCp和Gr,并将搅拌桨转速设定为1400rad/min,由此产生的漩涡可以把两种增强颗粒卷入到熔体中,稳定搅拌时间为15min,之后随着合金熔体升温至浇注温度,搅拌速度逐渐减慢。通过显微组织观察、拉伸测试、断口扫描分析、阻尼性能测试、耐磨性能测试等方法研究了SiCp/Gr/ZL101复合材料的显微组织与性能。金相显微组织分析表明：当浇注温度为730时(工艺一),ZL101合金中的初生相为枝晶态的-Al,而当浇注温度为630(工艺二)时,ZL101.更多还原【Abstract】 SiCp/Gr/ZL101 aluminum matrix composites were prepared by combining semi-solid stirring and gravity pouring method of normal temperature and low superheat. The temperature of the two preparation methods is respectively 730and 630.And the effects of SiCp and Gr with different volume fractions on the microstructure and property of aluminum-based composites were studied. The result shows that the reinforced particle is dispersive and well combined with the matrix alloy by the two preparation meth.更多还原 【关键词】 SiC_p/Gr/ZL101复合材料； 显微组织； 力学性能； 断裂方式； 阻尼性能； 耐磨性能； 【Key words】 SiC_p/Gr/ZL101 composites； microstructure； mechanical property； fracture mode； damping property； wear resistance property； 摘要 3-5 ABSTRACT 5-7 第一章 绪论 10-30 1.1 铝基复合材料概述 10-11 1.1.1 复合材料 10 1.1.2 铝基复合材料及主要类型 10-11 1.2 颗粒增强铝基复合材料概述 11-15 1.2.1 颗粒增强铝基复合材料的主要类型 11 1.2.2 颗粒增强铝基复合材料的研究现状与应用 11-15 1.3 颗粒增强铝基复合材料的制备方法与工艺 15-18 1.3.1 强制加入法 15-16 1.3.2 原位反应合成法 16-17 1.3.3 铸造法 17-18 1.4 搅拌法制备颗粒增强铝基复合材料存在问题及解决方法 18-22 1.4.1 增强颗粒与铝合金液的润湿性问题 18-19 1.4.2 增强颗粒与铝合金液的界面反应问题 19-20 1.4.3 增强颗粒在铝合金液中的均匀分布问题 20-22 1.4.4 颗粒增强铝基复合材料的孔隙率问题 22 1.5 选题背景与研究意义 22-25 1.5.1 课题的研究现状 22-23 1.5.2 课题研究的意义与展望 23-24 1.5.3 课题研究的主要目的和内容 24-25 参考文献 25-30 第二章 实验方案及制备工艺 30-42 2.1 实验材料及设备 30-32 2.1.1 基体材料 30-31 2.1.2 增强相 31 2.1.3 实验设备 31-32 2.2 SiC_p/Gr/ZL101复合材料的制备工艺 32-33 2.2.1 SiC_p的预处理 32 2.2.2 Gr的预处理 32-33 2.2.3 基体合金与增强颗粒体积分数的确定 33 2.3 SiC_p/Gr/ZL101复合材料的制备工艺过程 33-36 2.4 分析方法 36-38 2.4.1 光学显微镜金相组织分析 36 2.4.2 力学性能测试 36-37 2.4.3 阻尼性能的测试 37-38 2.4.4 磨损测试 38 2.5 课题研究的技术路线 38-40 参考文献 40-42 第三章 SiC_p/Gr/ZL101复合材料组织与力学性能 42-56 3.1 SiC_p/Gr/ZL101复合材料的金相组织 42-45 3.2 SiC_p/Gr/ZL101复合材料的力学性能 45-55 3.2.1 硬度测试分析 45-47 3.2.2 拉伸实验测试分析 47-50 3.2.3 断口扫描分析 50-53 3.2.4 SiC_p/Gr/ZL101复合材料断裂行为的研究 53-55 参考文献 55-56 第四章 SiC_p/Gr/ZL101复合材料阻尼性能 56-62 4.1 前言 56 4.2 SiC_p/Gr/ZL101复合材料的阻尼性能 56-60 4.2.1 位错阻尼 57-58 4.2.2 界