文档名：Al复合材料的力学性能及强化机制
摘要：采用热等静压粉末冶金工艺,以2024和6061铝合金为基体,分别制备体积分数为35%,45%,55%的中高体积分数SiCp/Al复合材料.探究基体合金与SiC体积分数对复合材料力学性能的影响.结果表明:相同体积分数时,以2024铝合金为基体的复合材料具有更高的弯曲强度和弹性模量;但以6061铝合金为基体的复合材料则呈现出了更高的断裂应变.随着体积分数的增加,两类复合材料力学性能的变化规律相同,弯曲强度呈先增大后减小的趋势,当体积分数为45%时达到峰值,分别为656.54MPa和548.00MPa;弹性模量呈持续上升趋势,当体积分数为55%时分别达到202GPa和188GPa.基体合金差异对力学性能的影响在体积分数较低时更为明显,提高体积分数将会弱化这种差异.结合理论公式计算发现,对于微米级的增强体颗粒,Orowan机制带来的强化效应极小,可忽略不计;其他各类强化机制的强化效果将随着增强体体积分数的增加呈现不同程度的提高;几何必须位错强化和热错配强化对材料屈服强度的贡献始终占据主导地位.
Abstract：ThemediumandhighvolumefractionSiCp/Alcompositeswerepreparedbyhotisostaticpressingpowdermetallurgyprocesswithvolumefractionsof35%,45%and55%using2024and6061aluminumalloysasthematrix,respectively.TheeffectofmatrixalloyandSiCvolumefractiononthemechanicalpropertiesofthecompositeswasinvestigated.TheresultsshowthatwiththesameSiCvolumefraction,compositeswith2024aluminumalloymatrixhavehigherbendingstrengthandelasticmodulus,whilecompositeswith6061aluminumalloymatrixpresenthigherfracturestrain.Meanwhile,themechanicalpropertiesofcompositeswith2024and6061alumiumalloymatrixpresentthesametrendasSiCvolumefractionincreases.Thebendingstrengthincreasesatfirstandthendecreases,withthemaximumvaluesofcompositeswithvolumefractionof45%being656.54MPaand548.00MPa,respectively.However,theelasticmoduluscontinuousincreasesandreachesmaximumforSiCp/2024AlandSiCp/6061Alcompositeswithvolumefractionof55%being202GPaand188GPa,respectively.Theeffectofdifferencesinmatrixalloysonmechanicalpropertiesismoresignificantatlowervolumefractions,andincreasingthevolumefractionwillweakenthisdifference.Accordingtothetheoreticalformulascalculation,Orowanmechanismhasnegligiblestrengtheningeffectforthecompositeswithmicron-gradeSiCparticle.Thestrengtheningeffectofothertypesofreinforcementmechanismscanbeenhancedondifferentlevelswiththeincreaseofthevolumefractionofthereinforcement,whereinthecontributionofgeometricallynecessarydislocationsandthermalmismatchreinforcementtotheyieldstrengthofmaterialsisalwaysdominant.
作者：崔岩 廖家杰 曹雷刚 杨越Author：CUIYan LIAOJiajie CAOLeigang YANGYue
作者单位：北方工业大学机械与材料工程学院,北京100144
刊名：材料工程
Journal：JournalofMaterialsEngineering
年，卷(期)：2024, 52(4)
分类号：TB331
关键词：SiCp/Al复合材料 体积分数 力学性能 强化机制
Keywords：SiCp/Alcomposites volumefraction mechanicalproperty strengtheningmechanism
机标分类号：TG146.21TB332TG30
在线出版日期：2024年4月28日
基金项目：国家重点研发计划，北京市优秀人才培养资助个人项目中高体积分数SiCp/Al复合材料的力学性能及强化机制[
期刊论文] 材料工程--2024, 52(4)崔岩 廖家杰 曹雷刚 杨越采用热等静压粉末冶金工艺,以2024和6061铝合金为基体,分别制备体积分数为35%,45%,55%的中高体积分数SiCp/Al复合材料.探究基体合金与SiC体积分数对复合材料力学性能的影响.结果表明:相同体积分数时,以2024铝合金为基体...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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