颗粒增强镁基复合材料的制备工艺与性能研究

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1、摘要论文题目：学科专业：研究生：指导教师：颗粒增强镁基复合材料的制备工艺与性能研究材料加工工程南宏强袁森教授王武孝副教授签名：本文用半固态搅拌法结合热挤压工艺分别制备了颗粒分布均匀、孔隙率低的SiCp／AZ91和B4Cp／AZ91颗粒增强镁基复合材料。采用金相显微镜、SEM(扫描电镜)、XRD(x射线衍射)、EDS(能谱分析)和TMA(热机械分析)等检测分析手段，对复合材料的组织和性能以及断口形貌进行了分析。VASiCp／AZ91复合材料为对象，研究了搅拌速度、颗粒尺寸、搅拌叶轮旋向、颗粒预处理工艺等因素对SiCp，AZ91复合

2、材料中颗粒分布均匀性的影响。研究发现，颗粒预处理对分布均匀性有显著影响，经过高温预氧化处理的Sic颗粒与镁合金基体润湿性很好，在半固态搅拌制备中能有效改善颗粒与基体的界面结合和颗粒分布均匀性；在其他工艺因素一定时，当颗粒粒径越大，分布越均匀；搅拌速度越低，颗粒分布越不均匀；当颗粒较小时(<50pm)；搅拌叶轮的旋向对不同粒径颗粒在基体中的分布有重要影响，当颗粒较小时(<50，采用下旋叶轮。颗粒较大时(≥5吮m)，宜采用上旋搅拌叶轮。．um)用半固态搅拌法结合热挤压工艺制备的B4C#AZ91复合材料具有良好的性能。复合材料密度为1

3、．8739／eraa，0．100℃线膨胀系数为19x10‘6K1，孔隙率0．51％，抗拉强度为282．8MPa。研究发现，热挤压能显著提高复合材料的致密度，细化基体组织，改善颗粒分布状况，并能沿挤压加工轴线方向形成带状组织，对材料的韧性有一定的改善作用。热挤压会对B4c颗粒造成损伤和形成小范围的团簇状聚集，由于挤压变形过程中的协调变形和基体合金的填充机制，不会对材料组织造成损伤，从断口形貌特征上可以确定颗粒与基体间形成了较强的界面结合。同时，研究了B4Cp，AZ91复合材料的磨损性能，复合材料由于硬质相的加入，较基体AZ91合金

4、具有优越的磨损性能。B4CqAZgl复合材料的磨损机理是磨粒磨损和粘着磨损共同作用的结果。关键词：镁基复合材料；半固态搅拌法：热挤压；颗粒增强AbstractTitle：FABRlCATlONANDPROPERTIESOFPARTICULArEREINFORCEDMAGNESIUMMAT只IXCOMPOSITESMajor；MaterialProcessingEngineeringName；HongqiangNANSupervisor=Prof．SenYUANAssociateprof．WuxiaoWANGAbatractPar

5、ticulatereinforcedmagnesiumalloymatrixcompositesSiCtCAZ91andB4Cp_／AZ91weresuccessfullyfabricatedbysemisolidstirringmethodandhot·extrusionwithlowerporosityandharmoniousparticledistribution．Microstructurewasobservedtoinvestigatemorphologyanddistributionofreinforcedpart

6、iclesinmarxbyopticalmicroscope．BymearlSofscanningelectronmicroscope(SEM)，X-raydiffraction(XRD)，energydispersivespectrometry(EDS)andthermomechanicalanalysis(TMA)，someanalysisonfracturesurface，phaseconstituentandthermomechanicalpropertywerecarriedout．Theeffectsoffabric

7、ationparameterssuchasparticlepretreatment，stirringspeed，ceramicparticlesizeandtherotationdirectionofpropellerstirreronuniformityofparticlesinSiCp／AZ91compositesareresearchedanddiscussedinthispaper．Theexperimentresultsindicatethatsemisolidstirringtechniquesaresuitable

8、forfabricatingSiCp／AZ91magnesiummatrixcompositeswithreasonablyBnifornldistribution,cleaninterfaceandlowerporosity．Particlepretreatm