粉末触变成形制备SiC_P/6061Al基复合材料的组织与力学性能的研究

【摘要】提出了利用粉末冶金的混粉和压实工艺获得SiC颗粒(SiCp)和铝合金粉末组成的锭料,然后经部分重熔、触变成形制得铝基复合材料(SiCp/Al)的一种新技术——粉末混合触变成形。该技术综合了粉末冶金和触变成形技术的优点,集材料制备、成形于一体,其目的是为了获得SiCp分布均匀、组织致密、性能优良的SiCp/Al基复合材料零件。本文研究了获得SiCP/6061Al基复合材料触变成形用半固态锭料的混粉、压实及其部分重熔工艺参数,并研究了不同加工工艺参数对触变模锻6061铝合金和SiCP/6061Al基复合材料组织与性能的影响规律。对部分重熔过程中的组织演变的研究结果表明：6061铝合金粉末压制块经部分重熔后,能获得初生相颗粒细小(约为18μm)、圆整的半固态组织。无论球磨与否,压制块在部分重熔过程中的组织演变均可分为三个阶段：初期共晶相的溶解及其导致的晶粒的快速粗化、组织分离与球状化以及初生相颗粒的粗化。与未球磨的相比,球磨后因粉末中贮藏着大量的能量,初期演变进程较快,液相的形成时间提前,但由于大尺寸粉末颗粒的形成,其后的分离和粗化过程减慢。SiCP/6061Al基复合材料的组织演变仍可分为与基体相同的三个阶段,但由于SiC颗粒对热传导和溶质原子扩散的阻碍,其演变进程大大减慢,且最终得到的初生相颗粒较基体合金的细小。另外,适当提高重熔温度有利于获得理想的半固态组织,然而,温度过高会导致液相率增多,使得半固态成形的优势减弱。此外,研究了重熔时间、重熔温度、模具温度三个加工工艺参数对触变模锻6061铝合金以及SiCP/6061Al基复合材料的组织与力学性能的影响。结果表明三个工艺参数对成形件的组织、力学性能、断裂方式都有很大的影响。不同成形工艺得到不同的组织,而不同的组织决定了该材料的断裂方式。要获得高性能的触变模锻零件,必须通过调整加工工艺参数,以得到致密、均匀的组织。本实验适合的6061铝合金触变模锻工艺为锭料在660℃加热80min后成形,模具温度为350℃。成形后,抗拉强度、延伸率和维氏硬度分别达到196Mpa,11.0%和55.2HV。复合材料的抗拉强度和硬度随着SiCp体积分数的增加而提高,这主要是由于SiCp对基体的强化作用引起的。对于10%SiCP/6061Al基复合材料,适合的触变模锻工艺为锭料在660℃加热90min后成形,模具温度保持在250℃。成形后,抗拉强度、延伸率和维氏硬度分别达到228Mpa,5.3%和66.4HV。即复合材料的抗拉强度和硬度较基体合金的明显提高,而延伸率则显著减小。
【作者】陈玉狮；
【导师】陈体军；
【作者基本信息】兰州理工大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】SiC_p/6061Al基复合材料；触变模锻；部分重熔；组织演变；力学性能；

【参考文献】
[1]陈丽虹,孙建国.稳定电流场的拟线性近似方法研究[J].石油地球物理勘探,2004,05:589-593+498-628.
[2]徐建博.Ghrelin对CHF大鼠心肌组织及血浆ASK1表达的影响[D].佳木斯大学,人体解剖与组织胚胎学,2012,硕士.
[3]王尧.油膜轴承巴氏合金与钢体的结合强度理论与试验研究[D].太原科技大学,机械设计及理论,2014,硕士.
[4]郑艺.LTE-A载波聚合技术的资源分配方案研究[D].哈尔滨工业大学,信息与通信工程,2013,硕士.
[5]刘帅.非公有制企业中党组织的功能与作用探讨[D].吉林大学,学科教学（专业学位）,2013,硕士.
[6]曾尔妹.基于混合表现型下QTL复合区间定位法的研究[D].黑龙江大学,应用数学,2013,硕士.
[7]徐沙能.精确匹配输电线路暂态模型的快速距离保护新原理研究[D].华中科技大学,电力系统及其自动化,2013,硕士.
[8]秦银雪.基于认知模式的CGA基元拓扑关系建模的模式识别方法研究[D].哈尔滨工业大学,计算机科学与技术,2013,硕士.
[9]王亚飞,吴尚卓,崔文权,刘利.Bi_2WO_6光催化剂的研究进展[J].上海化工,2014,03:23-26.
[10]贺梦月.《红高粱》中色彩词应用分析[D].西北师范大学,汉语言文字学,2013,硕士.
[11]卢军.数据库与数据仓库下的统计分析[D].武汉理工大学,2004.
[12]张芬.基于RS和GIS的景观格局动态演变分析及模拟预测[D].山东师范大学,地图学与地理信息系统,2013,硕士.
[13]宰淑媛.广播组织权保护研究[D].山东大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[14]徐奕.基于内生理论的中联资产评估集团（陕西）有限公司竞争优势研究[D].西北大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[15]杨璐.《消失的女孩》翻译研究报告[D].吉林大学,翻译,2013,硕士.
[16]韩婷婷,陈韬略,俞春,吕建.面向半结构化数据的树逻辑及其性质研究[J].南京大学学报(自然科学版),2005,02:162-170.
[17]张翔.基于FLUENT的双丝焊焊接熔池热场及流场数值模拟研究[D].太原科技大学,材料加工工程,2014,硕士.
[18]张晓玲.高中生物学“分层走班制”教学的策略研究[D].鲁东大学,学科教学（专业学位）,2013,硕士.
[19]关　晖１,　孙学金１,　熊　英２,　卫克晶１,　杨启东３.超声波测速仪的计算流体力学数值模拟研究[J].应用数学和力学,2014,12:.
[20]彭亮.移动Ad hoc网络连接拓扑特征的仿真研究[D].东北大学,计算机系统结构,2010,硕士.
[21]赵光明.回阳生肌膏对糖尿病皮肤溃疡大鼠血管生成相关因子影响的实验研究[D].北京中医药大学,中医外科学,2014,硕士.
[22]刘卫平.自动售检票系统设备维修管理模式的研究[J].现代城市轨道交通.2005(05)
[23]WangJue.A Comparative Study of the Feminist Consciousness in the Rouge of the North and the Awakening[D].西安外国语大学,比较文学与世界文学,2014,硕士.
[24]史舟,王乾龙,彭杰,纪文君,刘焕军,李曦,RaphaelAVISCARRAROSSEL.中国主要土壤高光谱反射特性分类与有机质光谱预测模型[J].中国科学:地球科学,2014,05:978-988.
[25]李航宇.基于ULC3平台的名片夹的设计与实现[D].西安电子科技大学,电子与通信工程,2012,硕士.
[26]王金.反射镜共相位拼接检测与驱动控制技术研究[D].中国科学院研究生院（光电技术研究所）,检测技术与自动化装置,2014,硕士.
[27]薛超.基于变频调速的隧道通风控制系统研究[D].长安大学,交通信息工程及控制,2014,硕士.
[28]杨林.贲门周围血管离断术联合脾肾分流术治疗门静脉高压症疗效及Meta分析[D].第四军医大学,外科学（专业学位）,2014,硕士.
[29]孔德友.我国区域矿产资源产业分析[D].中国地质大学（北京）,资源产业经济,2014,硕士.
[30]郑皓源.量子点敏化太阳能电池研究进展[J].化工技术与开发,2015,03:31-34.
[31]刘代平.钢铁物流园区装卸搬运设备优化配置研究[D].西南交通大学,物流工程,2013,硕士.
[32]莫惠.种子产业研究及发展战略[D].湖南农业大学,种植,2003,硕士.
[33]刘文衡.以孙中山平均地权理论为代表的近代土地思想与实践研究[D].南京师范大学,专门史,2012,硕士.
[34]陈著.一种带加密和水印的视频播放系统的设计与实现[D].东华大学,计算机技术（专业学位）,2014,硕士.
[35]高扬子.中国通量观测区域代表性评估研究[D].山东师范大学,自然地理学,2013,硕士.
[36]田伟,文岐业,陈智,杨青慧,荆玉兰,张怀武.硅基全光宽带太赫兹幅度调制器的研究[J].物理学报,2015,02:388-394.
[37]田春阳.基于协同入侵检测技术的应用-入侵检测与管理系统（IMS）[D].武汉理工大学,2005.
[38]潘钰.云计算平台中的能耗管理方法[D].南京邮电大学,软件工程（专业学位）,2013,硕士.
[39]张娟.字谜歌谣中的汉字修辞研究[D].湖南师范大学,汉语言文字学,2013,硕士.
[40]李悦.计算代数在曲面造型中的应用研究[D].北京化工大学,基础数学,2013,硕士.
[41]叶娟.反复粘贴型聚丙烯酸酯类压敏胶的合成及应用技术研究[D].浙江理工大学,纺织化学与染整工程,2013,硕士.
[42]程纤雯.以MIB项目为个案的定式教学研究[D].沈阳师范大学,语言学及应用语言学,2014,硕士.
[43]丁麟茜.《阿毗达磨俱舍论》的二重因果理论脉络[D].吉林大学,宗教学,2013,硕士.
[44]周康.钯催化合成N-取代的2-吡啶酮衍生物的研究[D].兰州大学,应用化学,2013,硕士.
[45]梁冬梅.乌鲁木齐电视台办公系统的设计与实现[D].大连理工大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[46]张维.水下变结构金刚石绳锯机的研制[D].哈尔滨工程大学,机械电子工程,2012,硕士.
[47]郑娟.不同教学环境下教师课堂教学行为的变化研究[D].华中师范大学,教育技术学,2013,硕士.
[48]王宇.政府在处置群体性事件中的策略研究[D].吉林财经大学,行政管理学,2014,硕士.
[49]曹小冬.超宽带低噪声放大器和混频器的研究与设计[D].湖南大学,信息与通信工程,2012,硕士.
[50]李安鹏.高性能同轴电缆接入网MAC协议研究与实现[D].西安电子科技大学,通信与信息系统,2010,硕士.