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热挤压对AZ91和SiCp/AZ91复合材料组织与力学性能的影响

张海峰  
【摘要】: 本文采用搅拌铸造法制备10μm 5vol.%、10μm 10vol.%和10μm 15vol.% SiCp/AZ91镁基复合材料,并对基体AZ91合金和三种体积分数SiCp/AZ91镁基复合材料进行不同条件(温度和挤压比)的热挤压。采用金相显微镜(OM),扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对材料的显微组织进行了观察;测试了材料的室温力学性能。 研究结果表明:热挤压可以显著细化铸态AZ91镁合金的晶粒,提高AZ91镁合金的室温拉伸性能。在同一挤压比下,随着实验温度的升高, AZ91镁合金的屈服强度和抗拉强度降低,而延伸率则不断提高;在同一温度下,挤压比从R5增加到R12时,合金屈服强度和抗拉强度增加,挤压比由R12增加为R23时,合金屈服强度和抗拉强度反而降低。 SiCp/AZ91复合材料经热挤压后,其力学性能有很大提高。主要原因是:挤压变形能消除铸造缺陷,增强SiCp与镁合金基体的界面结合,提高增强体分布的均匀性。挤压后,材料的SiCp在挤压方向上呈定向、有序地排列。与挤压合金相反,在同一挤压比下,随着挤压温度的提高,复合材料的力学性能逐渐提高;在同一温度下,复合材料强度随挤压比的变化规律与合金一致:复合材料强度随挤压比的增加先升高后降低。挤压变形之后,随SiCp体积分数的增加,复合材料的强度升高,延伸率降低。 挤压前后,复合材料的断裂机制并没有改变,属于一种空洞形成、长大、聚集的断裂模式。


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