7075-SiCp復(fù)合材料薄板的制備工藝研究.pdf

1、該文的主要內(nèi)容包括以下兩個(gè)方面:即擠壓、軋制工藝對(duì)噴射共沉積7075Al/SiCp復(fù)合材料的成形性能的影響和在塑性變形過程中增強(qiáng)相顆粒的流動(dòng)與分布規(guī)律及其與基體的界面結(jié)合狀況;7075Al/SiCp復(fù)合材料薄板的熱處理工藝.(1)首先在YJ32-315A四柱液壓機(jī)上研究擠壓比、擠壓溫度和擠壓速度對(duì)圓棒的成形性能的影響,并取樣觀察陶瓷顆粒在擠壓過程中的流動(dòng)與分布規(guī)律及其與基體的界面結(jié)合狀況.在1250T擠壓機(jī)上,進(jìn)行大尺寸噴射共沉積707

2、5Al/SiCp復(fù)合材料板材的擠壓成形實(shí)驗(yàn),為后續(xù)的軋制工藝準(zhǔn)備板材.實(shí)驗(yàn)表明,噴射共沉積坯料采用擠壓比在8~10之間,擠壓溫度為400~410℃的擠壓工藝時(shí)材料成形性能較好,密度可達(dá)2.79×10<'3>kg/m<'3>,與理論密度2.86×10<'3>kg/m<'3>相比,致密度達(dá)到了97.5%,基本達(dá)到了使用要求.經(jīng)過擠壓加工后,在擠壓組織中形成了明暗交替的環(huán)狀亮帶組織;陶瓷顆粒沿?cái)D壓方向呈流線型分布;7075Al/SiCp復(fù)合材

3、料中陶瓷顆粒與基體之間的界面達(dá)到了冶金結(jié)合,且界面清晰,也沒有發(fā)生任何有害界面反應(yīng).(2)考慮到擠壓態(tài)坯料中陶瓷顆粒分布的不均勻性,軋制坯料的取樣按兩種方式進(jìn)行,即平行于擠壓方向和垂直于擠壓方向.按照雙輥熱軋機(jī)上板材軋制的方向與擠壓方向的關(guān)系,自行定義了三種軋制方式,即平行于擠壓方向?yàn)闄M軋方式,垂直于擠壓方向?yàn)榭v軋方式,在平行于和垂直于擠壓方向的兩個(gè)方向上交替進(jìn)行的軋制方式為交叉軋制方式.研究了軋制方式、軋制溫度和道次壓下量等工藝參數(shù)對(duì)

4、7075Al/SiCp復(fù)合材料薄板成形性能的影響以及軋制工藝對(duì)陶瓷顆粒的流動(dòng)與分布規(guī)律及其與基體的界面結(jié)合狀況的影響.研究結(jié)果表明,平行于擠壓方向取樣進(jìn)行軋制更有利于板料的成形,材料的成形率較高.且在平行于擠壓方向取樣,軋制溫度為410℃時(shí),采用交叉軋制的方式板料的軋制成形性能較好.多道次小變形量的變形制度也有利于提高7075Al/SiCp復(fù)合材料薄板的成形性能.軋制對(duì)擠壓過程形成的SiC顆粒的不均勻分布具有一定的改善作用,隨著變形量的

5、增加,SiC顆粒層狀分布現(xiàn)象有所改善,顆粒破碎的程度加劇;采用交叉軋制方式,可以得到比較好的顆粒分布與良好的界面結(jié)合狀況.但軋制工藝并不能完全改善擠壓工藝形成的SiC顆粒的不均勻分布.(3)該文根據(jù)常規(guī)7075鋁合金的熱處理工藝及對(duì)材料性能的要求,對(duì)7075Al/SiCp復(fù)合材料軋制態(tài)薄板的熱處理工藝進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究.選擇450℃、455℃、460℃、465℃、470℃、475℃、480℃等溫度分別保溫10min、15min、20min、

6、25min、30min、40min和60min后迅速淬火,測(cè)試硬度值,研究了固溶處理對(duì)復(fù)合材料組織性能的影響,確定了復(fù)合材料的最佳固溶處理制度.然后,選擇了115℃、120℃、125℃三個(gè)溫度,時(shí)效時(shí)間為0~36個(gè)小時(shí),研究時(shí)效處理對(duì)復(fù)合材料組織和性能的影響規(guī)律,并結(jié)合X衍射圖譜和透射電鏡的觀察結(jié)果,探討了7075Al/SiCp復(fù)合材料熱處理后的強(qiáng)化機(jī)制,根據(jù)拉伸斷口的掃描電鏡照片,分析了7075Al/SiCp復(fù)合材料的斷裂機(jī)制.實(shí)驗(yàn)制

7、定了7075Al/SiCp復(fù)合材料軋制態(tài)薄板的最佳熱處理工藝,峰值時(shí)效析出強(qiáng)化相為η相(Mg<,2>Zn<,3>)和T相(Mg<,3>Zn<,3>Al<,2>).7075Al/SiCp復(fù)合材料軋制態(tài)薄板的強(qiáng)化機(jī)制是沉淀強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化及SiC顆粒強(qiáng)化的綜合效果.且主要強(qiáng)化機(jī)制是沉淀強(qiáng)化.峰值時(shí)效析出細(xì)小的強(qiáng)化相,材料的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度以及延伸率等性能均得到了顯著提高.對(duì)熱處理前后拉伸試樣的斷口掃描發(fā)現(xiàn),7075Al/SiCp復(fù)合材料薄板