增強6061鋁管的復合材料性能 通過攪拌鑄造法制備實驗用TiB2/6061鋁基復合材料,對室溫和高溫下6061鋁合金和Ti B2/6061鋁基復合材料的硬度、拉伸性能和斷裂特性進行了研究。用掃描電子顯微鏡分析了兩者的微觀斷裂形貌。試驗表明:添加TiB2顆粒使6061鋁合金的力學性能大幅改進。在20500℃拉伸試驗,同一溫度下TiB2/6061的極限抗拉強度比6061鋁合金的大;隨著溫度的升高,兩者的抗拉強度均下降;在高溫下,TiB2/6061拉伸斷裂頸縮較小;在20200℃,6061鋁合金的拉伸沿45°斜面斷裂。隨著溫度升高,有明顯頸縮,延展性增強。采用攪拌摩擦加工方法(FSP),分別將多層石墨烯(GNSs)和無電鍍銅Si C顆粒/石墨烯添加進6061-T651鋁合金,制備出兩種鋁基復合材料。通過光學顯微鏡、納米壓痕儀對比分析母材和兩種鋁基復合材料的硬度和彈性模量,利用掃描電鏡(SEM)和能量色散譜(EDS)研究增強相與母材的融合情況。研究表明:多層石墨烯增強材料的硬度達到母材的121.3%,但存在增強相分布不均勻現(xiàn)象;無電鍍銅石墨烯增強材料對母材的增強效果較明顯,硬度達母材的136.1%;無電鍍銅石墨烯顆粒攪拌進入鋁母材后,銅鍍層擴散到Si C顆粒周圍,使增強相與母材牢固聯(lián)接。 采用微米級和納米級兩種顆粒作為增強體,利用高壓燒結(jié)制備SiCp/Al復合材料,研究了碳化硅顆粒體積分數(shù)、燒結(jié)壓力和燒結(jié)溫度工藝參數(shù)對制備的復合材料組織性能的影響,主要結(jié)論如下:1)納米鋁包碳化硅的混粉工藝使微米碳化硅顆粒能夠均勻分布,解決了微米增強體顆粒的團聚問題。燒結(jié)壓力和燒結(jié)溫度的升高對微米碳化硅的顆粒重排具有一定的促進作用,控制燒結(jié)溫度和壓力可以明顯改善增強體顆粒的分散均勻性。2)對微米SiCp/Al復合材料XRD衍射發(fā)現(xiàn),當溫度超過600℃,邊界過渡層的線掃描出現(xiàn)了Al元素和Si元素的相互擴散,Al4C3物相出現(xiàn),說明高溫時增強體顆粒與基體發(fā)生了界面反應。3)對于微米和納米SiCp/Al復合材料,提高碳化硅顆粒的體積分數(shù),使復合材料致密度和導電率降低,硬度增加,復合材料的耐磨性提高。對比兩種顆粒度復合材料的耐磨性,納米要優(yōu)于微米。燒結(jié)溫度為600℃時,微米SiCp/Al復合材料的耐磨性能最好,表面僅出現(xiàn)了輕微的剝落和淺細的劃痕。納米SiCp/Al復合材料隨燒結(jié)溫度的升高,致密度增加,當燒結(jié)溫度為650℃時,納米SiCp/Al復合材料界面處的Al4C3相降低了界面結(jié)合強度,使硬度和耐磨性下降。
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