高硅铝合金及颗粒增强铝基复合材料组织性能的探究.pdf

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1、第24卷第4期粉末．台金工业Vo1．24，No．4，p45—492014年8月POWDERMETALLURGYINDUSTRYAug．2014高硅铝合金及颗粒增强铝基复合材料组织性能的探究柳培，王爱琴，郝世明，谢敬佩(1．河南科技大学材料科学与工程学院，河南洛阳471023；2．郑州大学物理工程学院，河南郑州450052)摘要：采用真空热压烧结工艺制备A1．30Si合金、30％Sip／A1、30％SiCp／2024A1、30％SiCp／6061AI(均为体积分数)复合材料，测定其热膨胀系数及力学性能。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)

2、对其微观组织结构及断口形貌进行表征，探究了高硅铝合金及颗粒增强铝基复合材料的组织与性能，分析了材料的断裂机制。结果表明：SiCp／2024Al复合材料中SiC颗粒分布均匀，组织致密，综合性能好，热膨胀系数(CTE)为13．69x10／K，硬度达到134HB，极限抗拉强度达353MPa。SiCp／6061A1复合材料中SiC颗粒分布较均匀，界面结合较好，组织不够致密，有少许孔隙，性能较好。SiCp／6061A1和SiCp／2024A1复合材料的断裂方式都是界面基体的撕裂结合SiC颗粒的断裂。Sip／A1复合材料中si颗粒分布较均匀，断裂方式为

3、界面脱开，性能较差。A1．30Si合金在烧结过程中形成大量板条状的si相，性能最差，断裂方式以合金撕裂为主。关键词：铝基复合材料；断裂；微观组织：力学性能文献标志码：A文章编号：1006．6543．(2014)04．0045．05StudyofMicrostructureandMechanicalPropertiesofHighSiliconAluminumAlloyandParticleReinforcedAluminumMatrixCompositesLIUPei，WANGAi—qin，HAOShi—ming，XIEJing—pei(1

4、．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，He’nanUniversityofScienceandTechnology,Luoyang471023，China；2．CollegeofPhysicalEngineering，ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450052，China)Abstract：A1—30Sialloy,30％Sip／A1，30％SiCp／2024A1and30％SiCp／6061A1compositematerialswereproducedbyvacuum

5、hotpressingsinteringprocess．Thecoeficientofthermalexpansionandmechanicalpropertiesofthecompositeswereinvestigated．ThemicrostructureandfractureappearancewerecharacterizedwithSEMandEDS．Themicrostructure，mechanicalpropertiesandthefracturemechanismofhighsiliconaluminumalloyand

6、particlereinforcedaluminummatrixcompositeswereexplored．TheresultsshowthattheSiCparticlesareevenlydistribut—edinthe2024aluminummatrix．thecompositeiScompactandhasthebestproperties．Thecoemcicntofthermalexpansion，hardnessandtheultimatetensilestrengthofthecompositeare13．69x10～／

7、K，134HBand353MPa，re—spectively．ThereareafewporesintheSiCp／6061AIcomposite，thesintereddensityanduniformityofthecompos—iteareworsethanSiCp／2024A1composite．ThefracturemodesofSiCp／6061A1andSiCp／2024A1compositesarebothtearingofinterfacematrixcombinedwithbreakageofSiCparticles．S

8、iparticlesareevenlydistributedintheSip／A1composite，thefracturemodeofthecompositeisinterfa