2024合金鋁管彎曲強度性能 2024Sc鋁合金,并采用液態(tài)攪拌鑄造法制備質(zhì)量分數(shù)為3%長度分別為2mm、3mm、4mm、5mm短碳纖維增強2024Sc鋁基復合材料。用化學鍍銅的方法處理碳纖維,采用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察材料的微觀組織和拉伸斷口形貌,采用EDS分析材料的微觀組織中第二相成分,利用阿基米德原理,對材料的密度、致密化程度進行分析,通過室溫拉伸試驗、加載-卸載試驗測量了五種材料雙級時效下的常規(guī)力學性能和微屈服性能,采用熱膨脹儀測量材料的熱膨脹系數(shù)。經(jīng)過擠壓后,第二相晶粒被拉長且沿著晶界分布,碳纖維由亂序排列變成沿著擠壓方向分布。研究發(fā)現(xiàn),復合材料的理論密度和實際密度均小于2024Sc鋁合金,鑄態(tài)時的密度均小于擠壓后的密度。隨著碳纖維長度的增加,復合材料的鑄態(tài)密度先增加后降低,經(jīng)過擠壓后復合材料的密度之間沒有明顯差異,但是,復合材料孔隙率明顯降低,孔隙率分別降低了71.3%、59.4%、80.2%和80%。且隨著碳纖維長度的增加,復合材料的致密化程度越來越高,改善了材料的力學性能。經(jīng)過495℃/2h固溶,130℃/3h+200℃/(5h、10h、15h)雙級時效處理后,研究發(fā)現(xiàn),當碳纖維長度小于5mm時,同種材料的抗拉強度、屈服強度和彈性模量均是先升高后降低,終級時效10h時復合材料的抗拉強度、屈服強度和彈性模量最大分別為472MPa、411MPa、87GPa;當長度為5mm時,峰時效時間提前至5h,抗拉強度和屈服強度分別達到494MPa、419MPa;當鋁合金中添加碳纖維后,材料的抗拉強度、屈服強度和延伸率均下降,但是材料的彈性模量明顯提高,最高為90GPa;復合材料經(jīng)過拉伸后,通過觀察斷口形貌發(fā)現(xiàn),碳纖維一般被拔出(提前失效)或拔斷。
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