《Al2O3p6061铝基复合材料的热挤压及高温变形行为》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Al2O3p6061铝基复合材料的热挤压及高温变形行为（79页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘 要本文对体 积分数为3 0 % 的0 . 1 5 g m - A 1 2 0 3 p / 6 0 6 1 铝 基复 合材料进行了 高 温 压缩试验，利用 1 0 : 1的挤压比进行了热挤压，并成功的得到了挤压棒材， 对铸态和挤压态复合材料进行了常温拉伸试验和高温拉伸试验，利用金相显 微镜、扫描电镜和透射电镜对变形前和变形后的显微组织进行了观察。研究表明， 铸态3 0 % A 1 2 0 3 p / 6 0 6 1 铝 基复合材料高 温压缩变形的 最佳温 度为 5 6 0 C，在所选应变速率范围内，随应变速率提高，材料塑性提高。常 温力学性能测试结果显示，挤压态
2、复合材料的抗拉强度、屈服强度和延伸率 同铸态复合材料相比有不同程度的提高，而弹性模量提高不大。高温拉伸变 形时，挤压态与铸态复合材料相比，在强度上未见提高，而延伸率有比较明 显的提高。金相显微组织观察表明，铸态复合材料颗粒分布不均匀，存在颗粒的贫 化区和富集区;挤压态复合材料与铸态相比，颗粒的团聚被打破，颗粒分布 趋于均匀，组织更加致密，但同时热挤压也使复合材料增强颗粒在挤压棒材 的轴向上呈明显的带状分布，使挤压态复合材料具有了各向异性。透射电镜观察表明，挤压态复合材料比铸态在基体中的位错密度明显增 高，并发生了回复。挤压态复合材料的强化机制是典型的位错绕过增强颗粒 的O r o w a n机
3、制，亚微米 A 1 2 0 3 颗粒起到弥散强化的作用。亚微米颗粒对晶 界的迁移也有阻碍作用。在本文试验温度范围之内 ( 5 2 0 0C - 6 0 0 0C ) ，挤压 态复合材料在不同温度下高温拉伸变形后， 其 T E M 显微组织并没有明显 的区别.在 5 6 0 相同温度下，随应变速率的提高，位错密度明显增大;回 复程度随应变速率提高而降低。挤压态复合材料的高温拉伸变形软化机制主 要是动态回复。关键词铝基复合材料;A 1 2 0 3 颗粒;热挤压;高温变形哈尔滨工业大学工学硕士学位论文Ab s t r a c tH i g h t e m p e r a t u r e c o m
4、p r e s s i v e b e h a v i o r w a s s t u d i e d f o r 0 . 1 5 g m A 1 2 0 3 p a r t i c l e r e i n f o r c e d 6 0 6 1 m a t r i x c o m p o s i t e s w i t h 3 0 % v o l u m e f r a c t i o n i n t h i s p a p e r . T h e c a s t i n g o t s w e r e e x t r u d e d a t a n e x t r u s i o n r
5、a t i o o f 1 0 : 1 . T h e m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f a s - c a s t a n d a s - e x t r u d e d c o m p o s i t e s w e r e m e a s u r e d b y t e n s i l e t e s t a t r o o m t e m p e r a t u r e a n d h i g h t e mp e r a t u r e . T h e mi c r o s t r u c t u r e b e f o r e
6、a n d a ft e r d e f o r m a t i o n w a s i n v e s t i g a t e d b y o p t i c a l m i c r o s c o p y , s c a n n i n g e l e c t r o n m i c r o s c o p y ( S E M) a n d t r a n s m i s s i o n e l e c t r o n m i c r o s c o p y ( T E M) .T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e o p t i m
7、u m c o m p r e s s i v e d e f o r m a t i o n t e m p e r a t u r e o f a s - c a s t 3 0 % A 1 2 0 3 p / 6 0 6 1 A 1 M MC w a s 5 6 0 0C.P l a s t i c i t y d u r i n g h o t c o m p r e s s i o n i n c r e a s e d w i t h r a i s i n g o f s t r a i n r a t e i n t h e r a n g e o f l A X 1 0 -4
8、 S - 1 t o 0 . 1 s - 1 . T h e r e s u lt s o f m e c h a n i c a l t e s t in r o o m t e m p e r a t u r e s h o w e d t h a t u l t i m a t e t e n s i l e s t r e n g t h , y i e l d s t r e n g t h a n d e l o n g a t i o n o f t h e c o m p o s i t e s i n c r e a s e d a f t e r h o t e x t r
9、u s i o n , w h i l e Y o u n g s m o d u l u s i n c r e a s e d s l i g h t l y . T h e r e s u l t s o f t e n s i l e t e s t a t h i g h t e m p e r a t u r e s h o w e d t h a t e l o n g a t i o n i n c r e a s e d o b v i o u s l y a ft e r h o t e x t rus i o n , w h i l e fl o w s t r e s
10、s d i d n o t i n c r e a s e d .O p t i c a l m i c r o s c o p e o b s e r v a t i o n s h o w e d t h e r e w e r e m a n y a g g l o m e r a t e d p a rt i c l e s i n a s - c a s t c o m p o s i t e s , w h i c h i n d i c a t e d t h e i n h o m o g e n o u s d i s t r i b u t i o n o f A 1 2
11、0 3 p a r t i c l e s . H o w e v e r , t h e p a r t i c l e s t e n d e d t o d i s t r i b u t e u n i f o r m l y a f t e r e x t rus i o n , a n d o r i e n t e d d i s t r i b u t i o n o f p a r t i c l e s w a s o b s e r v e d a l o n g t h e d i r e c t i o n o f e x t rus i o n , w h i c
12、h s h o w e d a n i s o t r o p i s m i n e x t r u d e d b a r s .T h e T E M o b s e r v a t i o n s i n d i c a t e d t h a t t h e d e n s i t y o f d i s l o c a t i o n s i n c r e a s e d a f t e r e x t r u s i o n . R e c o v e r y w a s a l s o o b s e r v e d i n t h e m a t r i x a ft e
13、r e x t rus i o n . T h e O r o w a n s t r e n g t h e n i n g o f t h e A 1 2 0 3 p a r t i c l e s w e r e t h e i m p o r t a n t s t r e n g t h e n i n g m e c h a n i s m i n a s - e x t r u d e d c o m p o s i t e s . S u b - m i c r o n A 1 2 0 3 p a r t i c l e s a l s o e m b a r r a s s
14、e d t h e m i g r a t i o n o f t h e g r a i n b o u n d a r y . T h e m i c r o s t ruc t u r e o f a s - e x t r u d e d c o m p o s i t e s a ft e r h i g h t e m p e r a t u r e t e n s i o n w a s s i m i l a r w i t h i n t h e r a n g e o f 5 2 0 0C t o 6 0 0 C . Wi t h t h e r a i s i n g o
15、 f s t r a i n r a t e a t 5 6 0 0C , t h e d e n s i t y o f d i s l o c a t i o n s i n c r e a s e d a n d t h e d e g r e e o f d y n a m i c r e c o v e ry d e c r e a s e d . T E M一 1 1哈尔滨工业大学工学硕士 学位论 文m i c r o s t r u c t u r e a n a l y s i s i n d i c a t e d t h a t s t r a i n s o f t e
16、n i n g o f a s - e x t r u d e d c o m p o s i t e s d u r i n g h i g h t e m p e r a t u r e t e n s i o n w a s d y n a m i c r e c o v e ry .K e y w o r d s a l u m i n u m m a t r i x c o m p o s i t e s ; A 1 2 0 3 p a r t i c l e s ; h o t e x t r u s i o n ; h i g ht e m p e r a t u r e d e f o r m a t i o ni ll哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第 1 章 绪论1 . 1 序言现代科学技术的发展对材料的要求日益提高，普通的单一材料越来越难 以满足客观形势的需要。复合材料将多种材料的优点集于一身，扬长避短， 兼有高强度、高模量、低密度及其他一系列优点.金属基复合材料是以金属或合金为基体，并以纤维、晶须、颗粒等为增 强体的复合材料。按所
