片狀粉末冶金Al2O3-Al復合材料高溫流變行為及加工圖的研究.pdf

1、為了提高能效，金屬基復合材料（Metal matrix composites，MMCs）是許多實際應用中最具前途的材料，尤其在航空航天、汽車制造業(yè)及電子產業(yè)，其中最為代表的為鋁基復合材料（AMCs）。鋁基復合材料具有比傳統(tǒng)金屬材料更高的比強度、比模量和低的熱膨脹系數。鋁基復合材料的研究開始于上世紀50年代，尤其在近20年來，在理論上和技術上都取得了較大成就。自片層粉末冶金技術發(fā)明以來，許多學者對其制備工藝和生產材料的力學性能給與了極大的

2、關注。據了解，對片層粉末冶金制備的鋁基復合材料的微觀組織和高溫變形行為研究較少。
　　本研究運用掃描電鏡和透射電鏡表征了材料的微觀組織，即鋁片層大小，晶粒形狀和納米彌散相Al2O3的大小分布，分析其對材料宏觀力學性能的影響。氧化鋁以納米彌散相的形式分布在界面處和晶粒內部，有顆粒狀和片狀。其主要強化機制是納米分散的Al2O3可以作為位錯運動的障礙并且使可動位錯受限制，因此增大了位錯交互作用的可能性，提高了加工硬化的能力。在獲得較高的

3、強度的同時保持較高的塑性。Al2O3/Al復合材料主要的強化機制有：細晶強化和彌散強化。
　　采用Gleeble1500D在300-450℃，0.001-1.0s-1條件下對不同鋁片層厚度的復合材料進行熱壓縮實驗，分析了溫度、應變速率對材料流變應力的影響。獲得了三組材料高溫塑性變形的材料常數、流變應力方程和變形激活能。變形溫度和應變速率對流變特征有顯著的影響?？偟膩碚f，在設定的溫度下，流變應力隨著應變速率的增高而增高；在設定的應變

4、速率下，流變應力隨著溫度的增高而降低。在本研究所采用的實驗條件下，片層Al2O3/Al復合材料的高溫流變形為可以用雙曲正弦函數來描述，即材料的熱壓縮變形受熱激活控制?；趧討B(tài)材料模型，根據熱壓縮實驗數據建立Al2O3/Al復合材料的加工圖，確定不同應變條件下的最佳加工區(qū)域，并分析變形溫度，應變速率及不均勻變形對顯微組織的影響。再結晶在熱變形中可以產生穩(wěn)定流變，是對材料變形有利的過程，因此常選為熱加工區(qū)域。Al2O3/Al-2μm、Al2