超聲和脈沖磁場(chǎng)對(duì)SiCP-AZ91D復(fù)合材料凝固組織與力學(xué)性能的影響.pdf

1、SiC增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度、比剛度高、優(yōu)良的耐磨性、抗震性能好和優(yōu)良的鑄造性能等優(yōu)異的物理性能和力學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于3C、汽車和航空等多領(lǐng)域，但是SiC顆粒在基體中容易團(tuán)聚、偏聚，影響其力學(xué)性能，限制了復(fù)合材料使用范圍。本文研究了脈沖磁場(chǎng)，超聲波及超聲-脈沖磁場(chǎng)復(fù)合處理工藝對(duì)SiCP/AZ91D復(fù)合材料凝固組織和力學(xué)性能的影響，得出以下主要結(jié)論：
　　1）脈沖磁場(chǎng)制備SiCP/AZ91D復(fù)合材料時(shí)，在0~250V范圍

2、內(nèi)，隨著磁場(chǎng)電壓逐漸增加，初生晶粒先細(xì)化后粗化，SiC顆粒在AZ91D基體中分布先逐漸均勻后團(tuán)聚；當(dāng)磁場(chǎng)電壓在200V時(shí)，晶粒最為細(xì)小，SiC顆粒分散最均勻。在0~5Hz范圍內(nèi)，隨著脈沖頻率逐漸增加，晶粒逐漸細(xì)化，SiC顆粒在AZ91D基體中分布逐漸均勻。在室溫~600℃范圍內(nèi)，隨著模具預(yù)熱溫度逐漸升高，晶粒逐漸粗化，SiC顆粒逐漸分散均勻。在620~710℃范圍內(nèi)，隨著澆注溫度逐漸升高，晶粒逐漸粗化，SiC顆粒逐漸團(tuán)聚。通過(guò)正交優(yōu)化得

3、出晶粒大小與相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差最佳參數(shù)為：澆注溫度為650℃，模具預(yù)熱溫度為600℃，磁場(chǎng)電壓為250V。隨著磁場(chǎng)電壓與脈沖頻率的增加，復(fù)合材料的伸長(zhǎng)率增加較明顯，但其抗拉強(qiáng)度沒(méi)有顯著變化。
　　2）超聲制備 SiCP/AZ91D復(fù)合材料時(shí)，在0~900W范圍內(nèi)，隨著超聲輸出功率的逐漸增加，初生晶粒逐漸細(xì)化，SiC顆粒在AZ91D基體中分布逐漸均勻。在0~120s范圍內(nèi)，隨著處理時(shí)間的增加，晶粒先細(xì)化后粗化，SiC顆粒先分散均勻后團(tuán)聚；

4、當(dāng)超聲處理時(shí)間為90s時(shí)，晶粒最細(xì)??；當(dāng)處理時(shí)間在60s時(shí)，SiC顆粒在基體中分散最均勻。隨著模具預(yù)熱溫度或澆注溫度的升高，晶粒逐漸粗化，SiC顆粒在基體中逐漸團(tuán)聚。隨著超聲輸出功率增加，復(fù)合材料力學(xué)性能先增加后降低；復(fù)合材料的力學(xué)性能在輸出功率為700W達(dá)到最佳，較于未處理試樣其抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率分別提高了80.5％、101.9%。隨著超聲處理時(shí)間增加，復(fù)合材料的力學(xué)性能先增加后降低；當(dāng)處理時(shí)間為30s時(shí)，復(fù)合材料力學(xué)性能最高。

5、　　3）超聲-脈沖磁場(chǎng)復(fù)合處理工藝能顯著細(xì)化初生晶粒，改善SiC顆粒分布，提高力學(xué)性能。復(fù)合處理?xiàng)l件下，復(fù)合材料的凝固組織和力學(xué)性能最佳，其抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率較未處理試樣分別提高了213.7%，137.0%。隨著澆注溫度或模具預(yù)熱溫度的升高，初生相逐漸粗化。當(dāng)澆注溫度為620℃時(shí)，初生相最為細(xì)??；當(dāng)澆注溫度為670℃時(shí)，SiC顆粒在基體中分布最均勻。當(dāng)模具預(yù)熱溫度為室溫時(shí)，初生相最為細(xì)?。划?dāng)模具預(yù)熱溫度在600℃時(shí)，SiC顆粒在基體中分布