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低压铸造-轧制法快速制备al-cu复合材料

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材料导报 2016年第22期30卷 104-108页

作者：牛永胜司云森竺培显周生刚昆明理工大学冶金与能源工程学院昆明650093 昆明理工大学理学院昆明650093 昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093

采用低压铸造-轧制法实现了快速制备650 mm×30 mm×7 mm×R3.5 mm的 al/cu 复合材料,并通过 SEM、EDS、XRD和电子万能试验机（AG-X）表征其结构和界面剪切强度。结果表明：在cu管预热温度200℃,轧制压下率30%,冷却水通量400 L/h,al液温... 详细信息

采用低压铸造-轧制法实现了快速制备650 mm×30 mm×7 mm×R3.5 mm的 al/cu 复合材料,并通过 SEM、EDS、XRD和电子万能试验机（AG-X）表征其结构和界面剪切强度。结果表明：在cu管预热温度200℃,轧制压下率30%,冷却水通量400 L/h,al液温度680～740℃条件下均可实现 al-cu之间的冶金结合,界面合金层随着 al液温度的升高而变宽；复合材料的导电性能和界面结合剪切强度受界面金属间化合物层宽度的影响,其宽度越宽,剪切强度降低。低压铸造法制备 al-cu复合材料工艺流程短,一次成形快,并能对界面物相进行有效调控。

关键词：低压铸造-轧制法 al-cu复合材料界面结构力学性能

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原位反应al-cu复合材料的反应机理分析

江苏大学学报（自然科学版） 2002年第2期23卷 70-73页

作者：严学华蒋宗宇孙少纯江苏大学材料科学与工程学院江苏镇江212013

借助X射线衍射和扫描电镜对铝熔体中生成al2 O3的原位反应进行热力学和动力学分析结果表明 :在大气、低温条件下 ,cuO与铝反应能生成δ al2 O3,δ al2 O3颗粒在基体合金中能均匀分布 ,大小在 3～ 5 μm ;cuO与铝反应的热力学分析认为... 详细信息

借助X射线衍射和扫描电镜对铝熔体中生成al2 O3的原位反应进行热力学和动力学分析结果表明 :在大气、低温条件下 ,cuO与铝反应能生成δ al2 O3,δ al2 O3颗粒在基体合金中能均匀分布 ,大小在 3～ 5 μm ;cuO与铝反应的热力学分析认为反应是可以自发进行的 ;利用宏观反应动力学理论 ,提出微粒模型 ,认为主要影响反应速度的因素是铝液与cuO微粒接触时的浓度、微粒的内部结构、表面积与其体积之比。

关键词：复合材料原位反应热力学动力学反应机理铝铜复合材料 al-cu复合材料

振动和压力场作用下TiB2和ZrB2增强al-cu基复合材料的组织及力学性能研究

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振动和压力场作用下TiB2和ZrB2增强Al-Cu基复合材料的组织及力学...

作者：罗钧毅贵州大学

学位级别：硕士

随着节能减排要求的日益提高和绿色铸造趋势的不断发展,交通、航空航天等领域对高强韧轻量化安全结构件需求不断增强。纳米颗粒增强铝基复合材料因其高比强度、高比刚度、高弹性模量、高耐磨性和低密度的优势,成为制造交通、航空航天等... 详细信息

随着节能减排要求的日益提高和绿色铸造趋势的不断发展,交通、航空航天等领域对高强韧轻量化安全结构件需求不断增强。纳米颗粒增强铝基复合材料因其高比强度、高比刚度、高弹性模量、高耐磨性和低密度的优势,成为制造交通、航空航天等领域结构件的首选材料之一。然而,纳米级别的颗粒易团聚,易成为裂纹萌生点和扩展路径,导致复合材料强、韧化性能不可兼得。这限制了纳米颗粒增强铝基复合材料的使用。采用振动和压力外场可以显著的改善颗粒的分布,从而改善复合材料的强韧化性能。本文基于al-Ti-Zr-B反应体系,通过混合盐法原位生成了纳米TiB和ZrB颗粒,在液相线以上对复合材料熔体施加超声和机械振动,并采用挤压铸造压力成型,制备出了（TiB+ZrB）/al-cu复合材料。施加外场有效的改善了纳米颗粒团聚问题,提高了颗粒分布的均匀性,从而显著提高了复合材料的力学性能,耐磨性能和抗蠕变性能。具体研究内容如下:（1）采用混合盐原位生成法,通过在al-cu合金熔液中加入氟盐并辅以机械搅拌成功制备出纳米级TiB和ZrB陶瓷颗粒。振动和压力外场的施加提高了复合材料的力学性能。其中,施加超声和机械振动后,采用挤压铸造工艺获得的复合材料（UMSC）的抗拉强度和屈服强度分别为370 MPa和320MPa,延伸率为22%,这些参数比重力铸造（GC）复合材料分别提高了37%,128%和152%;比挤压铸造（SC）复合材料分别提高了31%,92%和100%;比超声振动+挤压铸造复合材料（USC）分别提高了10%,48%和47%。UMSC复合材料获得高强韧力学性能的原因在于超声振动和机械振动产生的空化效应打碎了熔体中因沉降而产生聚集和团簇的颗粒,并能使破碎的颗粒团均匀分散于熔体中;此外,机械振动产生的湍流效应可以促进液相和固相之间的相对运动,由此产生的冲击作用会导致枝晶断裂并成为晶核。最终,在压力场的作用下,铝基复合材料的凝固速度加快、形核速率增加,晶粒和纳米团簇得到进一步细化。（2）振动和压力外场的施加提高了复合材料的耐磨性能。室温条件下摩擦磨损实验表明:5N载荷条件下,重力铸造（GC）和挤压铸造（SC）复合材料的磨损机制主要表现为严重的粘着磨损,附带疲劳磨损和轻微磨粒磨损。超声振动+挤压铸造（USC）复合材料粘着磨损程度降低,磨粒磨损明显。而UMSC复合材料的磨损机制变成典型的磨粒磨损;10N载荷条件下,除了UMSC复合材料外其余均表现为严重的粘着磨损。相比GC复合材料,施加振动场和压力场复合材料的常温耐磨性能得到显著提升,其中UMSC常温耐磨性最好,这主要是因为振动场和压力场可以显著改善纳米TiB和ZrB颗粒团聚现象,使其相对分布更均匀,从而减少颗粒团聚处应力集中,减少开裂可能性,同时分布均匀的颗粒可以有效提高整个材料的硬度,抵抗材料的塑性变形从而提高耐磨性。（3）高温条件下摩擦磨损实验表明:高温时（TiB+ZrB）/al-cu复合材料的耐磨损性能明显高于al-cu基体合金。GC、SC、USC以及UMSC材料磨损性能分别比al-cu基体合金提高6%、15%、20%和65%。此时,TiB和ZrB颗粒在晶界处的钉扎效应有效抵抗材料的塑性流变,物理外场的施加改善了增强颗粒的尺寸和分布,强化了这一效应。（4）铝基复合材料的稳态蠕变速率变化规律为:UMSC<超声振动挤压铸造（USC）

关键词： al-cu复合材料双相增强颗粒物理外场调控力学性能摩擦磨损性能

原位反应近液相线铸造al_2O_3/al-cu合金的二次加热工艺

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金属热处理 2013年第9期38卷 34-37页

作者：刘慧敏宋振东王楠内蒙古工业大学材料科学与工程学院内蒙古呼和浩特010051 内蒙古包钢(集团)公司技术中心内蒙古包头014010

采用原位反应近液相线铸造方法制备3.6wt%al2O3/al-cu基复合材料,通过光学显微镜和XRD分析al2O3/al-cu复合材料的显微组织,研究半固态al2O3/al-cu复合材料的二次加热工艺。结果表明,随着二次加热温度的升高和保温时间的延长,晶粒组织的... 详细信息

采用原位反应近液相线铸造方法制备3.6wt%al2O3/al-cu基复合材料,通过光学显微镜和XRD分析al2O3/al-cu复合材料的显微组织,研究半固态al2O3/al-cu复合材料的二次加热工艺。结果表明,随着二次加热温度的升高和保温时间的延长,晶粒组织的球化和粗化过程同时进行,在590～600℃区间,保温20～40 min的晶粒组织的圆度及平均晶粒尺寸较为理想。

关键词：近液相线铸造原位al2O3 al-cu复合材料二次加热显微组织