基于末端淬火試驗(yàn)SiCp-2024Al復(fù)合材料淬火敏感性研究.pdf

1、SiCp/Al復(fù)合材料是航空航天等高技術(shù)領(lǐng)域中最有競(jìng)爭(zhēng)力的金屬基復(fù)合材料之一,具有優(yōu)異的物理性能和機(jī)械性能,且熱處理后性能可進(jìn)一步提高。淬透性控制是制備大規(guī)格性能優(yōu)異 SiCp/Al復(fù)合材料必須解決的難題,而高體積分?jǐn)?shù)復(fù)合材料的淬透性鮮見(jiàn)報(bào)道。因此開(kāi)展 SiCp/2024Al復(fù)合材料的淬透性研究能為大規(guī)格高性能復(fù)合材料實(shí)際生產(chǎn)工藝的制定提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。
　　本文采用透射電鏡(TEM)、示差掃描熱分析(DSC)、XRD、硬度

2、測(cè)試、室溫拉伸性能測(cè)試等方法,對(duì)不同冷卻速率下復(fù)合材料淬火態(tài)、時(shí)效態(tài)的組織和性能的演變規(guī)律進(jìn)行研究,同時(shí)為了獲得近似一維的冷卻過(guò)程,設(shè)計(jì)、制作了適合復(fù)合材料的末端淬火試驗(yàn)裝置,結(jié)合淬透性曲線評(píng)價(jià)復(fù)合材料淬透性。
　　分級(jí)淬火試驗(yàn)表明復(fù)合材料在300～460℃之間淬火敏感性較高,高密度位錯(cuò)的存在使Cu、Mg合金元素更容易脫溶析出,達(dá)到最大硬度90％的孕育期僅為1s～2s,其中380℃保溫對(duì)復(fù)合材料性能影響最大。
　　不同介質(zhì)淬

3、火態(tài)硬度、抗拉強(qiáng)度隨淬火介質(zhì)冷卻速率的降低而下降,時(shí)效態(tài)硬度的變化規(guī)律與淬火態(tài)相同:復(fù)合材料中高密度位錯(cuò)和大量界面成為淬火空位的陷阱,不同介質(zhì)淬火態(tài) DSC曲線中 GP區(qū)放熱峰消失,冷卻速率對(duì)GP區(qū)的影響較弱;中間相(S”+θ”+S’+θ’)形成晗▓H隨冷卻速率降低不斷衰減,淬火過(guò)程的中間相析出降低了固溶強(qiáng)化和時(shí)效強(qiáng)化效果,中間相析出是影響復(fù)合材料淬火敏感性的主要原因;TEM觀察結(jié)果顯示位錯(cuò)強(qiáng)化在整個(gè)冷卻速率范圍對(duì)材料性能產(chǎn)生影響,冷卻

4、速率較高時(shí)位錯(cuò)密度整體較高。
　　室溫水末端淬火試驗(yàn)測(cè)得 SiCp/2024Al復(fù)合材料人工時(shí)效態(tài)淬透層深度30mm(以最大硬度的90%作為淬透層深度),冷卻速率達(dá)到23.6℃/s時(shí)即可達(dá)到最大硬度,并通過(guò)數(shù)學(xué)擬合得到了時(shí)效硬度(Y)與冷卻速率(x)關(guān)系式。
　　隨著距淬火端距離 D的增加,冷卻速率不斷降低,DSC曲線中析出相(S”+θ”+S’+θ’)形成晗▓H不斷下降,其隨冷卻速率(x)的變化規(guī)律與硬度一致,冷卻速率較低時(shí)