AlSiTiCrNiCu高熵合金增强7075Al复合材料热挤-热轧工艺与性能研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:saisai214
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
颗粒增强铝基复合材料的强韧化及其机理研究成为了目前的研究热点之一。最近发展起来的高熵合金材料,因其与基体合金材料有良好的界面润湿性,在提高基体材料强度的同时还使其保持良好的韧性,是一种应用前景良好的增强相材料。目前对高熵合金颗粒增强铝基复合材料的制备成形工艺对其后续加工工艺的研究报道较少。因此,本文将主要研究热挤压和热轧工艺对AlSiTiCrNiCu高熵合金颗粒增强铝基复合材料的显微组织和力学性能影响。本文选用AlSiTiCrNiCu高熵合金颗粒为增强相,以7075Al合金为基体材料,采用粉末热挤压工艺制备成形了高熵合金颗粒增强铝基复合材料棒料。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、硬度计、拉伸试验机等手段测试分析了不同热挤-热轧工艺参数下复合材料的显微组织和力学性能;重点研究了高熵合金的体积分数、热轧工艺参数如热轧温度、轧制变形量等对高熵合金颗粒增强铝基复合材料的组织结构、界面特征及力学性能的影响规律。采用机械合金化工艺合成了成分均匀的高熵合金材料,AlSiTiCrNiCu高熵合金的理论密度是5.76×10~3 kg/m~3,形成了单相BCC结构,颗粒为不规则形状,粒径为d(0.5)=12.20μm。(AlSiTiCrNiCu)_p/7075Al复合材料采用粉末包套热挤压工艺制备成形,组织较致密,高熵合金颗粒在基体合金中均匀分布。TEM分析表明,AlSiTiCrNiCu与Al基体之间发生了元素扩散,为扩散型界面。(AlSiTiCrNiCu)_p/7075Al复合材料具有较好的抗拉强度和伸长率,且随着体积分数的增加,其抗拉强度逐渐增大,伸长率下降。在热挤压成形过程中,适当提高挤压温度、挤压比可以提高材料的抗拉强度和伸长率;提高冷压压强,材料的抗拉强度提高,但伸长率下降。本文中,高熵合金体积分数为5%的(AlSiTiCrNiCu)_p/7075Al复合材料的抗拉强度最高达到509.3 MPa(冷压压强P=200 MPa,挤压温度T=400℃,挤压比λ=17.36),伸长率最高达到9.78%(冷压压强P=100 MPa,挤压温度T=450℃,挤压比λ=17.36)。在热轧工艺过程中,当高熵合金体积分数为5vol.%时,其复合材料的力学性能为最优;随着高熵合金体积增加,其强度和伸长率均呈下降趋势。当热轧温度相同时,(AlSiTiCrNiCu)_p/7075Al复合材料(高熵合金体积分数为5%)的抗拉强度和硬度均随轧制变形量的增加而增大,而伸长率下降。当轧制变形量相同(ε=60%),热轧温度为410℃时,高熵合金在基体中分布较均匀且颗粒未发生破碎,(AlSiTiCrNiCu)_p/7075Al综合性能最优,其抗拉强度和伸长率达到506.5 MPa和5.34%。当热轧温度进一步增大,高熵合金颗粒开裂或碎裂,高熵合金与铝合金界面处形成裂纹,导致性能下降。AlSiTiCrNiCu高熵合金颗粒增强铝基复合材料表现出混合断裂特征,主要是高熵合金颗粒破裂、高熵合金与基体的剥离及基体的韧性撕裂(撕裂棱、韧窝)。
其他文献
选矿生产流程改进是有色金属矿山企业生产技术进步和管理创新的重要手段之一,通过选矿生产流程改进能够更有效地提高资源回收率和回收总量,促进单位资源价值提升,实现企业利
随着网络通信技术、信息技术、微电子技术的发展和成熟,变电站系统的自动化水平也在飞速提高。尤其是全球公认的IEC 61850标准的出台,推动了变电站智能化进入实质性阶段。智
连续碳纤维增强复合材料力学性能优异,在工业领域应用广泛。然而复合材料构件的性能在使用过程中难免遭受各种外力影响,对低速冲击尤为敏感。因此,复合材料层合板的低速冲击
三峡地区由于地形以及气象因素极易发生水土流失,降雨过程中大孔隙内产生的优先流能加速地表水文循环,提高土壤的入渗性能,减少地表径流,缓解降雨对土壤的侵蚀力,但人类活动
多次地震灾害表明,老旧钢筋混凝土框架结构在地震后会发生严重的破坏和倒塌,造成了严重的经济损失,因此需要对这些老旧框架结构进行抗震加固以提高其抗震性能。然而不同的工程抗震加固方法在结构全寿命周期内经济性能差别巨大,因此需要对使用不同方案加固的RC框架结构进行地震经济损失评估研究,在满足抗震性能目标的前提下得到经济上最优的加固方案,给业主提供决策依据。本文针对RC框架设计了多种抗震加固方法,包括外包型
新课程改革中提出历史五大核心素养的培养目标,时空观念素养是历史学科的本质体现,由此可知其重要性。时空观念是历史的骨架,建构着古往今来,使历史能够三维的呈现在人们眼前。时空观念的形成要求学生在特定的时间联系和空间联系对历史事件进行观察与分析,形成历史思维的方式。教学中使用历史地图有利于培养学生的时空观念,帮助学生更好地理解历史事件。近几年高考历史地图试题频繁出现,以此考查学生的综合能力,学生不仅需要
随着信息技术的发展和数码产品的普及,图像和视频资源越来越丰富,但信息冗余问题随之产生。因此,从图像或视频资源中提取重要的信息从而对图像或视频进行简洁有效地表达显得
近几年来,随着清洁可再生能源的快速发展,大量分布式电源(DG)正不断的连接到配电网,使得传统配电网的结构与运行环境变得日趋复杂。为了保证新形势下配电网的安全稳定运行,主
基层青年民警作为现阶段国内公安队伍的主要力量,是保障国家长治久安,维护社会秩序稳定,创造人民安居乐业美好生活的安全卫士,承担着艰巨的社会使命与时代期望,是公安事业改
随着图像数据的爆炸式增长和深度学习的不断发展,计算机视觉任务吸引了很多研究者的关注。在卷积神经网络的推动下,图像分类、目标识别、语义分割等任务的准确度在稳步提升。