脉冲磁场下合成A356基复合材料的微结构与性能

来源 :江苏大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:laohe200304
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文以A356-Zr(CO32、A356-(K2ZrF6+KBF4)为熔体原位反应体系,在脉冲磁场下成功制备了内生(Al2O3+Al3Zr)p/A356和(ZrB2+Al3Zr)p/A356复合材料。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EDS)及电子式万能试验机等分析和测试手段,研究了所制备复合材料的微观组织、内生增强颗粒在基体中的形貌、尺寸、分布特征,分析了脉冲磁场的作用机理;研究了复合材料的力学性能,并分析了它们的内在本质和机制。实验结果表明,对基体A356合金,最佳的强韧化元素加入量为0.02%Sr、0.2%Al-5Ti-1B和0.3%RE。在脉冲磁场下A356-Zr(CO32和A356-(K2ZrF6+KBF4)体系原位反应生成的增强颗粒分别为Al2O3+Al3Zr和Al3Zr+ZrB2。脉冲磁场的引入,加速了熔体原位反应的进程,增加了内生颗粒的形核率,细化了晶粒,优化了复合材料的微观组织,提高了复合材料的综合性能,且反应过程平稳,无需机械搅拌,有利于复合材料在工业上的生产应用。脉冲磁场对于原位化学反应的作用机理主要是磁场所带来的颗粒间的不同受力状态和宏观的熔体震荡与搅拌力作用。对于脉冲磁场作用下的A356-Zr(CO32反应体系,复合材料的SEM分析表明:所制备的内生Al2O3和Al3Zr增强颗粒在基体中均匀分布,颗粒尺寸细小,小于1μm,大部分在0.5μm左右,内生颗粒与基体界面结合良好。Al3Zr的形貌为椭球状和球状,Al2O3的形貌主要是球状;强韧化元素Sr、Al-5Ti-1B和RE的加入能同时细化基体组织和增强颗粒,颗粒尺寸小于0.3μm,大部在0.1μm左右,同时提高颗粒体积分数,改善颗粒分布状态,变质共晶硅。对于A356-(K2ZrF6+KBF4)体系所制备的复合材料,Al3Zr和ZrB2增强相的颗粒数目较多,尺寸较细小,小于1μm,周边钝圆,在基体中均匀分布。复合材料力学性能测试结果表明:脉冲磁场下(Al3Zr+Al2O3)p/A356复合材料和(Al3Zr+ZrB2)p/A356复合材料的抗拉强度σb和屈服强度σs均随着脉冲磁场强度的增加而提高。对于(Al3Zr+Al2O3)p/A356复合材料,当磁场强度为0.07T时,复合材料的σb和σs分别达到了395.12MPa和338.25MPa,较未施加脉冲磁场分别提高了14.05%和20.94%;对于(Al3Zr+ZrB2)p/A356复合材料,σb和σs分别达到了390.55MPa和333.87MPa,较未施加脉冲磁场分别提高了16.14%和19.07%。随着脉冲磁场作用时间增加σb和σs都先升高后降低,特别的是当时间为20min时,(Al3Zr+Al2O3)p/A356复合材料的σb和σs分别为393.82MPa和331.96MPa,较未施加脉冲磁场分别提高了13.68%和18.69%;(Al3Zr+ZrB2)p/A356复合材料的σb和σs分别为401.03MPa和336.83MPa,较未施加脉冲磁场分别提高了19.25%和20.13%。强韧化元素Sr、Al-5Ti-1B和RE的加入使(Al3Zr+Al2O3)p/A356复合材料的抗拉强度提高了11.01%,达到384.56MPa;在此基础上加入脉冲磁场,复合材料的抗拉强度提高了18.92%,达到了411.97MPa。复合材料的强化机制主要有:Orowan及弥散强化、细晶强化、固溶强化和位错强化。
其他文献
溶解性的氯代挥发性有机物是环境中的一大类重要的污染物,它们在环境中可通过一些非生物途径进行降解。尽管此类污染物具有较低的疏水性,但进入环境后仍会被大量吸附在天然固
本文通过对荣华二采区10
期刊
遵义是红城,最有影响、具有地方特色、又带有全国性这样一个特点的资源就是长征遗址.把本土红色资源的历史沉淀和高校爱国主义教育结合起来,春风化雨、润物无声的进行爱国主
本论文主要探讨了以工业生产次磷酸钠废渣为原料,制备饲料级磷酸三钙的工艺,并对最佳工艺条件进行探讨。最佳工艺条件为煅烧温度700℃,煅烧时间20 min。制得的饲料级磷酸三钙含
学位
粉尘暴露问题是药厂等企业普遍存在的一个职业卫生问题,也是职业危害中最严重的问题之一。由于生产方式使用的设备及原材料的不同使得药厂的粉尘暴露问题具有其特殊性。
黄姜为盾叶薯祯的根茎,是我国特有的用于生产薯预皂素最主要的药源植物。皂素工业是近年来在黄姜人工种植开发成功的基础上发展起来的一个新兴行业,黄姜生产皂素过程中产生的残
1991年,人们发现了碳纳米管,纳米碳材料成为了研究者们关注的焦点,迄今,纳米碳材料的研究依然是热点课题。纳米碳材料优异的电学、力学、光学和化学性能,使其应用涉及到了纳米制造、电子材料和器件、生物医学、化学、物理、复合材料、储能材料、电子源等众多领域。其制备、性质和应用吸引了各国科学家的关注,已成为研究的热点。在制备一维纳米碳材料的众多方法中,CVD法以其高效和低成本而备受关注。本文采用化学气相沉