首页 挤压铸造Mullite短纤维M124F铝基复合材料.pdf

挤压铸造Mullite短纤维M124F铝基复合材料.pdf

挤压铸造Mullite短纤维M124F铝基复合材料.pdf

上传者: lcyo 2013-01-31 评分1 评论0 下载0 收藏0 阅读量219 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《挤压铸造Mullite短纤维M124F铝基复合材料pdf》,可适用于个人文书领域,主题内容包含复合材料年中国压铸、挤压铸造、半固态加工学术年会专刊挤压铸造Mullite短纤维/MF铝基复合材料张海涛吴申庆余式昌(.安徽工程科技学院.东南大学)符等。

复合材料年中国压铸、挤压铸造、半固态加工学术年会专刊挤压铸造Mullite短纤维/MF铝基复合材料张海涛吴申庆余式昌(.安徽工程科技学院.东南大学)摘要(用挤压铸造工艺制备了莫来石(mullite)短纤维增强马勒合金(MF)铝合金基复合材料。研究了其从常规室温到高温的拉伸性能以及热膨胀性能和硬度体积分数为%的莫来石(mullite)短纤维增的复合材料在高温强度比其他增强相复合材料提高%以上。通过对拉伸断口的SEM观察分析了复合材料的失效机制裂纹源主要生成于增强纤维与基体的复合界面上关键词挤压铸造莫来石(mIlllite)短纤维铝基复合材料中图分类号G文献标志码A陶瓷短纤维增强铝基复合材料是目前最热门的高新材料之一。从年丰田公司报道采用A短纤维增强铝基复合材料活塞投入应用以来已有很大的发展H。j。东南大学和一汽集团德国马勒(南京)活塞制造公司等单位合作研究开发出几种型号的屿短纤维增强铝基复合材料活塞已生产复合材料活塞多万件使我国成为少数几个将铝基复合材料应用达到工业化生产的国家之一心J。复合材料的性能取决于基体材料与增强相在陶瓷短纤维增强的铝合金中增强短纤维的应用经历了晶须、驰短纤维及硅酸铝短纤维等阶段【~J随着制备技术的突破性进步晶态Mullite短纤维由于具有优异的高温性能相对经济的价格正在成为新的首选复合增强相以引起复合材料领域进行深入的研究旧J。复合材料的制备与性能测试.材料制备莫来石(Mullite)纤维原料采用浙江某厂生产轻质耐材散棉。它由莫来石微晶体构成集晶体材料和纤维材料特性于一体有极好的耐热稳定性熔点达l。成分组成见表。表莫来石(MIlllite)短纤维成分组成首先对陶瓷纤维棉进行预处理使其成为长径比为~的短纤维并去处纤维中的渣球及粗纤维(见图a)然后加入一定比例的粘结剂在模具中成型制成的预制件再经过干燥高温烧结等工序成为具有一定形状、硬度具有网络状结构的多孑L预制件(见图b、图lc)。基体为MF铝合金系共晶铝硅铜镁镍(L。一E)系铸造合金其成分见表。采用挤压铸造的方法制造复合材料将预制件预热后置人型腔定位然后浇注铝合金上模下压合金液在压力下浸渗到纤维形成的三维孔隙中经过保压凝固即制成所需形状。收稿日期:第一作者简介:张海涛男年出生副教授安徽工程科技学院机械系东南大学访问学者安徽省芜湖市()电话:Enmil:kejiasiIla.嗍失去热源并且散热条件改善的结果。这造成了图中挤压中后期挤压筒内在高度方向上由下而上温度降低的分布特点。结论采用数值模拟与试验研究相结合的方法研究了液固挤压复合材料棒材模具温度场得到了模具温度随时问的变化曲线。结果表明在浸渗保压和挤压过程中挤压筒各处温度变化的总趋势是先升后降在同一高度上内侧比外侧温度变化更为剧烈成形模温度的变化趋势是先升后降并再次升高且上部内侧比下部外侧的温度变化要大挤压后期各部位温度分布逐渐趋于一致。为优化模具设计和保证工艺过捌J顷利进行提供了理论依据。参考文献HuLhloSJHuoWeta.Developn蜘tofme‰IlIliqueofB咖sionDirec卜lyFoⅡ册面gIIlfi】t瑚畸n五DrⅡeM粕ukt面ngofMetal一Ⅱ哦ri)【Con聊Dsites.J.fMateIialsProce%ingkllIlolo舒():~罗守靖田文彤李金平.世纪最具发展前景的近静成形技术一半固态加工.特种铸造及有色合金压铸专刊:~“HJQiLH}I叽HMeta.NeuIalNetwoIkMdding锄dptiIIli豫tifSeIIlisolidE柚nlsion矗”AluII】im吼Ma证xC伽田x堪ites.JllmalofMateddIsnD.ce幽gIk}IIlology.():~QiLHIjHJCuiPLeta.Fm五ngoflu)esaIldBarsofAluII】ina/LYlcor叩sitbyIjquidExImsionPess.IhnctionsfNonf缸DusMetalss一cietyfchina():~齐乐华余泽茂史忠科等.复合材料半固态成形多路实时数据采集系统.计算机工程():林柏年主编.金属热态成形传输原理.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社.(编辑:张正贺)万方数据年中国压铸、挤压铸造、半固态加工学术年会专刊(a)Muuite短纤维原料sEM照片(b)制成的多孔预制件(c)预制件的sEM照片图Mullite短纤维原料SEM照片多孔预制件及其SEM照片表基体MF铝合金成分%材料的Mullite短纤维体积分数为%。热处理状态为rI’即加热到保温h固溶处理后水淬随后再于C保温h时效出炉后空冷。.性能测试采用标准试样拉伸方法分别测试了纯复合材料强度和包含增强区与未增强区结合面在内的界面材料强度。所谓增强区和未增强区的概念缘于复合材料的应用工况这种复合材料在铝合金活塞中一般作为局部镶嵌而起增强作用必然存在局部复合材料与未增强区合金基体材料的界面结构。本文将其称为增强区/未增强区结合界面包含增强区/未增强区结合界面材料的拉伸试样截取于基体与复合材料的连接部位进行加工。拉伸试验采用电子高温拉伸试验机每组测试个试样测试温度从室温到的高温。热膨胀系数的测定采用顶杆膨胀仪石英玻璃顶杆的修正值为o.“/K。加载N对复合材料进行维氏硬度测量。试验结果与分析.抗拉强度..复合材料抗拉强度图为种试样随温度升高的拉伸强度变化可以看到随着温度的升高强度明显降低。但复合材料在时的极限强度仍在MPa比基体合金提高近%。已开发了不同短纤维增强的复合材料娟jMul.ite短纤维增强铝硅合金复合材料是氧化铝、硅酸铝、Mullite等种短纤维增强铝硅合金复合材料中高温性能最好的。与氧化铝、硅酸铝短纤维增强铝硅合金复合材料比较Mullite短纤维增强铝硅合金复合材料其高温抗拉强度提高了%以上(见图)。..增强区/未增强区界面的强度界面材料拉伸试样取于基体与复合材料的连接部位进行加工。抗拉强度见图。试验中观察到无论室温或是高温这种试样的断面均发生在复合材料与基体合金的结合界面处这说明两种材料的物理结合界面其强度均小于单纯基体合金材料和单纯复合材料的抗拉强度。日星釜轺辗t/图复合材料及其与基体界面的抗拉强度图不同增强相铝基复合材料的强度比较分析这一有规律的破断现象可以推断出复合材料的微观断裂裂纹主要是起源于增强相与基体的复合界面上。由于复合材料制造工艺使短纤维增强相在基体合金中是随机分布的在随机分布的增强相结构中按结合界面的方位与拉伸载荷方位的关系可以将其分为种类型即界面与载荷或平行、或垂直、或成一定的角度。那些与基体形成了和施加载荷作用相互垂直的复万方数据挤压铸造Mullite短纤维/MF铝基复合材料张海涛等合界面形成了复合材料强度最弱的结合面在正应力的拉动下必然起先开裂。因为它们的正拉伸强度比基体合金和复合材料中增强体与基体形成的非垂直施加载荷的复合界面的非正拉伸强度都要低这种界面处是产生裂纹源的一个重要区位后面的断口SEM观察分析也可得出这一结论。从工程意义上对于镶嵌结构局部增强的铝合金活塞的制造和使用这个复合界面的性能是一个重要的性能约束指标。高镍奥氏体铸铁镶圈局部增强铝合金活塞形成的两部分材料的结合界面强度一般不到MPa而采用氧化铝短纤维增强的zLl复合材料在也仅保持MPa【|本研究的Mullite短纤维增强铝硅合金复合材料与基体材料的界面强度在时仍达到MPa与氧化铝短纤维增强的zLl复合材料相比又提高了%具有很好的工程意义和较高的工程价值。.拉伸断口扫描分析图a为复合材料室温拉伸断口。断口宏观面平坦局部高铝区细小韧窝与硅相解理区及复合界面脱粘的混合断面。基体合金室温拉伸一般是断面中脆性硅相在断裂时充当裂纹源|使相邻的a.灿相产生剧烈的局部塑性变形裂纹逐渐由此向am相扩展连接相邻的硅相而形成宏观断裂。在复合材料的断裂过程中裂纹源的形成虽然也有脆性硅相的贡献但正如上面分析主要的裂纹是形成在与施加载荷相垂直的复合界面处。随着该薄弱界面处的裂纹形成与扩展在断面上形成以裂纹源为起点的准解理“撕裂棱”图中发亮的这些撕裂棱的汇交处是最后断裂区断裂发展的逆过程可以(a)室温拉伸断口(b)qC高温拉伸断口图复合材料拉伸断口看到山脊一样的撕裂棱主要起源于薄弱的复合界面处。在断面上还可以看到许多二次裂纹大多位于硅相基底内。大量的二次裂纹说明硅相基体的断裂强度也高于薄弱复合界面的强度。在断口上还能看到纤维有被扭裂的情形(见图a箭头处)。这一点说明基体中的纤维可能在局部有“大范围”的扭动也说明局部某些复合界面产生分离的严重程度。图b为复合材料在高温拉伸断口。在高温断口上没有发现很多的二次裂纹这意味着高温下相对于硅相铝基合金已经降低了其强度。其解理特征已经减弱已无山脊现象。.硬度基体合金与复合材料在T条件下的维氏硬度测试结果复合材料Hv为基体合金Hv为。提高近%。而随着强度与硬度的同时提高复合材料的综合性能也是可取的。结论()Mullite短纤维/MF铝复合材料的高温强度较高在时的极限强度仍在MPa。()复合材料与基体合金的界面强度时仍达MPa具有较高的高温性能。()复合材料硬度高于基体合金这将相应地提高其耐磨损性能。参考文献)叩ornotoT.SEA。Ih.PaperN李军.陶瓷纤维增强铝基复合材料在发动机活塞上的应用():~周彼德.铸造技术.周彼德.铸造.朱秀荣.复合材料在发动机活塞上的应用概况.特种铸造及有色合金():~wuSQweizSTjongSC.heMech锄ical锄dTheⅡIlalE礤蚰sionBehaviorof锄址一SiAUovC伽啦siteRei妇edwitllPotassi啪Tit粕afeWhisker.C叫.p惦itesSci即ceaIld‰lo盱:~CaGHWuSQljuJM.We铲麟istaIlceMechalli锄f肌ASiA】vReinfbrcedwitIlAl戚nosilicaieShonFibers.俐“ogyIntem撕onal:l~WuSQwangHz:iongSC.Mech枷calandwearBe}洲orofAlsimloyMetalm晡xcⅧpositeReirlkedwitIlAluIninili咖e胁er.co呷sitesscienceandTkllIlolo舒:ll龙剑平.特种铸造及有色合金.王汝耀.国外内燃机铝活塞金相组织及断口分析.北京:机械工业出版社.关振铎.无机材料物理性能.北京:清华大学出版社.(编辑:刘卫)万方数据挤压铸造Mullite短纤维MF铝基复合材料作者:张海涛吴申庆余式昌ZhangHaitaoWuShenqingYuShichang作者单位:张海涛,ZhangHaitao(安徽工程科技学院东南大学)吴申庆,余式昌,WuShenqing,YuShichang(东南大学)刊名:特种铸造及有色合金英文刊名:SPECIALCASTINGNONFERROUSALLOYS年卷(期):(z)引用次数:次参考文献(条)DonomotoTSEATech李军陶瓷纤维增强铝基复合材料在发动机活塞上的应用()周彼德查看详情周彼德查看详情朱秀荣复合材料在发动机活塞上的应用概况()WuSQWeiZSTjongSCTheMechanicalandThermalExpansionBehaviorofanAlSiAlloyCompositeReinforcedwithPotassiumTitanateWhiskerCaoGHWuSQLiuJMWearresistanceMechanismofanAlSiAlloyReinforcedwithAluminosilicateShortFibersWuSQWangHZTjongSCMechanicalandWearBehaviorofanAlSiAlloyMetalmatrixCompositeReinforcedwithAluminosilicateFiber龙剑平查看详情王汝耀国外内燃机铝活塞金相组织及断口分析关振铎无机材料物理性能相似文献(条)会议论文张海涛吴申庆余式昌挤压铸造Mullite短纤维MF铝基复合材料用挤压铸造工艺制备了莫来石(mullite)短纤维增强马勒合金(MF)铝合金基复合材料研究了其从常规室温到高温的拉伸性能,以及热膨胀性能和硬度体积分数为的莫来石(mullite)短纤维增的复合材料,在高温强度比其他增强相复合材料提高以上通过对拉伸断口的SEM观察,分析了复合材料的失效机制,裂纹源主要生成于增强纤维与基体的复合界面上期刊论文张先菊廖乃馒李伟范洪远沈保罗铸造莫来石短纤维AlCu复合材料界面微结构的研究铸造技术,()用挤压铸造方法制备MulliteAlCu复合材料用透射电镜(TEM)观察了淬火态及时效态复合材料的微观结构结果表明:莫来石(Mullite)短纤维组织致密但分布不均淬火态复合材料界面附近基体一侧存在高密度位错MulliteAlCu复合材料有界面反应发生,生成CuAlO时效态复合材料界面处还存在明显的无析出物带学位论文陈彩霞莫来石短纤维增强铝基复合材料的性能和界面研究本文采用挤压铸造工艺制备了莫来石(Mullite)短纤维和氧化铝(Alumina)短纤维增强铝基复合材料研究了Mullite<,f>MF复合材料、Alumina<,f>MF复合材料以及MF铝合金三种材料的抗拉强度、硬度、热膨胀系数以及热循环行为等性能同时还采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜等仪器对材料的金相组织、界面结构和断口组织进行了研究和分析。试验结果表明:加入了陶瓷纤维复合材料相对于MF铝合金其硬度和拉伸强度都有显著的提高热膨胀系数明显减少同时热循环残余应变以及应变滞后环宽度等有所降低而Mullite纤维和Alumina纤维增强的效果相当在高温时两种复合材料的强度差异减少Mullite<,f>MF复合材料的热膨胀系数比Alumina<,f>MF复合材料的略大。随着温度升高热膨胀系数差值减少。两种复合材料的界面结构类似在纤维基体界面上都没有发现反应产物估计是基体材料中含有接近共晶成分的Si导致反应无法向右进行。通过试验测得的性能数据发现Mullite<,f>MF复合材料和Alumina<,f>MF复合材料性能几乎相当针对目前市场上莫来石短纤维价格低于氧化铝短纤维可以得出莫来石短纤维替代氧化铝短纤维作为金属基复合材料的增强物是完全可行的。期刊论文李伟范洪远龙剑平沈保罗高升吉涂铭旌延缓与加速AlCu合金时效析出反应的研究稀有金属材料与工程,()研究了溶质原子浓度、Si晶体第二相、残余形变、外加莫来石(Mullite)短纤维及其交互作用,对二元AlCu合金时效析出行为的影响试验材料采用挤压铸造方法制备,复合材料中纤维体积分数为实验结果表明:随溶质原子浓度的升高,AlCu二元合金中GP,θ"和θ′相的析出都得到了相应加快Si含量超过一定值后,随Si含量增加,AlCuSi合金中GP区形成受到抑制,而θ"和θ′相的析出得到加快形变对GP区的抑制和对θ″,θ′和θ相的加速析出具有十分明显的作用纤维本身除对GP区抑制和对θ",θ′相的析出加速外,还会与溶质原子、合金元素或第二相以及残余形变交互作用,使GP区被抑制,而θ",θ′甚至θ相被加速析出等现象进一步加强用位错理论能较好地解释析出反应延缓与加速的微观机理期刊论文李伟龙剑平张先菊沈保罗高升吉涂铭旌残余形变对莫来石短纤维AlCu复合材料及其基体合金时效析出行为的影响复合材料学报,()用挤压铸造法制备莫来石(mullite)短纤维AlCu复合材料及其基体合金用硬度测试(HB)、差示扫描量热仪(DSC)和透射电镜(TEM),研究固溶淬火后残余形变(,,,)和纤维对复合材料及其基体合金时效析出行为的影响结果表明:形变对AlCu合金的时效析出过程具有十分明显的加速作用,随着形变度增加,时效加速作用进一步加强莫来石短纤维对AlCu合金的时效析出过程具有加速作用纤维和形变同时存在时,复合材料的时效析出过程还会进一步加快但是,形变或和纤维抑制了AlCu合金中GP区的形成期刊论文龙剑平李伟曾英LONGJianpingLIWeiZENGYingMulliteAlCu复合材料中莫来石纤维及界面反应产物研究热加工工艺,()用挤压铸造方法制备莫来石(Mullite)短纤维增强AlCu复合材料用X射线衍射仪(XRD)和分析透射电镜(ATEM)对复合材料中纤维的微观结构、复合材料界面及界面反应产物的结构特征、化学组成进行了研究结果表明,莫来石短纤维由大小不等的小晶粒组成,晶型为正交晶系复合材料界面存在断续分布的CuAlO尖晶石结构的界面反应产物学位论文张先菊MulliteAl合金复合材料界面微结构及微成分研究该文在详细综述国内外非连续增强铝基复合材料界面研究进展的基础上,用挤压铸造方法制备莫来石(Mullite)短纤维增强铝基复合材料,采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM,含高分辨透射电子显微镜HRTEM和分析透射电子显微镜ATEM,二者都附有EDS功能)、X射线衍射仪(XRD)等现代材料分析测试方法,研究了Mullite纤维的微观结构和MulliteAlCu、MullliteAlCuMg以及MulliteAlCuSi复合材料的界面微观结构及微区成分研究结果表明:MulliteAl合金复合材料中的莫来石纤维由大小不等、位向不同的众多Al<,>O<,>SiO<,>单晶体组合而成,组织致密但分布不均,个别单晶结晶粗大,形状呈球形或哑铃形,纤维表面存在一断续分布的SiO膜层MulliteAlCu复合材料的凝固过程为非平衡结晶,θ(Al<,>Cu)相容易在纤维表面及α相晶间偏析铸态MulliteAlCuMg复合材料的凝固组织中,纤维表面及α相晶间存在非平衡结晶的S(Al<,>CuMg)相和θ(CuAl<,>)相淬火态复合材料界面附近基体一侧中存在高密度位错MulliteAlCuMg复合材料在挤压铸造时容易发生纤维与基体合金间的界面反应,生成MgAl<,>O<,>铸态MulliteAlCuSi复合材料凝固组织中,纤维表面及α相晶间容易发生游离Si晶体和θ(CuAl<,>)相的偏聚本文链接:http:dgwanfangdatacomcnPeriodicaltzzzjyshjzaspx下载时间:年月日

职业精品

(汽车)产品营销策划书范文.doc

HH牙膏营销方案策划书.doc

加班管理人力资源考勤管理系统方案.doc

物品采购管理制度-正式.doc

用户评论

0/200
    暂无评论
上传我的资料

精彩专题

相关资料换一换

资料评价:

/ 5
所需积分:5 立即下载

意见
反馈

返回
顶部