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太原理工大学学报 2018年第1期49卷 9-14页

作者：蔡来强游志勇张拓司耀强张金山太原理工大学材料科学与工程学院太原030024

用球磨的方法制备弥散分布的SiC-Al粉体,然后热压成预制块,通过预制块的重熔稀释,在半固态的情况下搅拌铸造制备SiC增强yl117复合材料。研究了SiC体积分数为3.5%、4.5%和5.5%时,yl117基复合材料的微观组织和力学性能,并对力学性能最好的... 详细信息

用球磨的方法制备弥散分布的SiC-Al粉体,然后热压成预制块,通过预制块的重熔稀释,在半固态的情况下搅拌铸造制备SiC增强yl117复合材料。研究了SiC体积分数为3.5%、4.5%和5.5%时,yl117基复合材料的微观组织和力学性能,并对力学性能最好的4.5%SiC/yl117复合材料进行T6热处理,确定优化的固溶和时效工艺。结果表明:SiC体积分数为4.5%时,SiC弥散分布,二次相细小,显微硬度(维氏硬度)达到最大值144.0,比基体合金提高了21.7%,拉伸强度和伸长率达到最大值272.5 MPa和2.05%,分别提高23.1%,120.4%;当SiC体积分数为5.5%时,在基体内部出现了团聚现象,导致力学性能下降。实验确定的优化的热处理工艺为500℃×4h固溶,170℃×10h时效。经热处理后的4.5%SiC/yl117复合材料显微硬度(维氏硬度)达到164.3,比基体合金提高38.9%;拉伸强度达到295.4 MPa,比基体合金提高33.4%;伸长率达2.12%,提高了128.0%.

关键词： yl117 重熔稀释力学性能热处理碳化硅增强

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热压预制块重熔稀释法制备SiC/yl117复合材料组织和性能研究

热压预制块重熔稀释法制备SiC/YL117复合材料组织和性能研究

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作者：蔡来强太原理工大学

学位级别：硕士

本文将SiC-Al热压预制块采用重熔稀释的方法制备Si C增强的yl117复合材料,对其微观组织、力学性能和磨损性能进行了研究。将Si C和Al通过高能球磨制得混合均匀的粉末,然后热压制得预制块。熔炼过程中将热压预制块加入yl117熔体底部重熔... 详细信息

本文将SiC-Al热压预制块采用重熔稀释的方法制备Si C增强的yl117复合材料,对其微观组织、力学性能和磨损性能进行了研究。将Si C和Al通过高能球磨制得混合均匀的粉末,然后热压制得预制块。熔炼过程中将热压预制块加入yl117熔体底部重熔稀释,然后降温到半固态温度,采用搅拌铸造的方法制备SiC/yl117复合材料。随后选取综合性能表现较好的复合材料进行T6热处理,讨论分析热处理工艺,确定优化的固溶和时效制度,并对热处理后复合材料的组织和力学性能的变化进行讨论。研究结果表明:采用半固态搅拌铸造结合热压预制块的重熔稀释可以制备出Si C弥散分布的yl117基复合材料,但是当体积分数为5.5%时,SiC颗粒出现团聚的现象。在未出现团聚前,基体合金的晶粒得到细化,初晶硅尺寸逐渐减小直至消失,共晶硅枝晶臂减小,θ-Al2Cu相由花纹状变为点状,弥散分布。随着SiC体积分数的增加,复合材料的显微硬度、拉伸强度和伸长率呈现出先增后减的趋势,峰值比基体合金分别提高21.7%,23.1%,120.4%,yl117基体合金断裂方式为解理断裂,表现出穿晶断裂特征,SiC/yl117复合材料的断裂方式为准解理断裂;磨损率和摩擦系数逐渐下降,当SiC含量为5.5vol.%时,磨损率和摩擦系数比基体合金分别降低62.5%、18.8%。yl117基体的磨损机制主要为粘着磨损,SiC/yl117复合材料的磨损机制为粘着磨损和磨粒磨损的混合行为。实验确定的综合性能最好的复合材料为4.5vol.%SiC/yl117复合材料,优化的T6热处理工艺为500oC×4h固溶+170oC×10h时效。经过热处理后的第二相弥散细小,复合材料中的硅相由细长的针状转变为半连续的点链状,逐渐球化。拉伸强度和伸长率得到进一步的提高,比基体合金高出33.4%和128.0%,断裂方式为准解理断裂。

关键词： yl117 颗粒增强重熔稀释半固态搅拌热处理

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