【摘要】：本文通过对机械搅拌制备碳化硅增强铝基复合材料工艺的研究,确定了最佳的制备工艺参数,具体为:搅拌时熔体温度为630℃,搅拌速度350rpm,碳化硅颗粒加入完毕后继续搅拌1h。金相观察表明制备出的试样中碳化硅颗粒分布均匀,界面结合良好。铸态SiC/2014Al复合材料中基体的晶粒是粗大的树枝晶,晶粒平均大小约为50μm。加入碳化硅颗粒之后,碳化硅主要分布在晶界上。在碳化硅颗粒周围树枝晶转变成了近球形的晶粒,晶粒大小平均约为30μm,细化了晶粒。经过T6热处理之后,复合材料中基体的晶粒由铸态时的树枝晶转变为了等轴晶。基体中主要存在的相为α-Al相,和一些含量比较少的第二相,如θ相(Cu Al2),W相(Cu4Mg5Si4Al)以及S相(Cu Mg Al2)等。复合材料的致密度随碳化硅含量的增加而降低,2%vol SiC复合材料致密度为99.5%,5%vol SiC复合材料为98.95%,10%vol SiC复合材料为97.51%。对复合材料的铸态以及热处理态进行了力学性能测试,发现铸态时复合材料的显微硬度较基体提升了16%,从93.4达到了109.5;经过热处理之后,复合材料的显微硬度较基体铝合金提升了46.94%,从107.8达到了158.4。铸态时复合材料的屈服强度最大为118.8MPa,抗拉强度最大为176.2MPa,延伸率最高仅为1.12%。经过T6热处理之后明显有了改善,含2%vol SiC复合材料的抗拉强度能达到363.4MPa,延伸率达到了3.25%,含10%vol SiC复合材料屈服强度高达292.1MPa。复合材料的强化机制主要有直接强化、细晶强化以及位错增殖强化等。对复合材料的拉伸断口分析,发现复合材料主要是脆性断裂。断裂机制主要包括碳化硅颗粒与基体合金的脱粘、碳化硅颗粒的断裂以及基体合金的破坏三种类型。
