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SiC顆粒增強(qiáng)A356鋁合金復(fù)合材料力學(xué)性能研究

王勇¹，吳影²，盧耀平³，段永華^1*

¹昆明理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，云南省昆明市，650093 

²昆明理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，云南省昆明市，650093

³昆明理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，云南省昆明市，650093

*Email: duanyh@kust.edu.cn

摘要：金屬基復(fù)合材料經(jīng)過幾十年的探索逐漸趨于工業(yè)化階段，其中顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料發(fā)展較為迅速。顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料是以鋁金屬為基體，顆粒為增強(qiáng)相，通過一定工藝復(fù)合而成的一種新型材料。SiC顆粒具有高硬度、低熱膨脹系數(shù)、耐磨性優(yōu)異。選用SiC顆粒作為鋁基復(fù)合材料增強(qiáng)相，能夠有效提高鋁合金的力學(xué)性能。傳統(tǒng)鑄造方法無法解決SiC顆粒與鋁液浸潤性差的問題。粉末冶金法可以克服SiC與鋁基體的潤濕性問題因此被廣泛運(yùn)用到鋁基復(fù)合材料制備中，但該法制備的復(fù)合材料孔洞較多，力學(xué)性能差，成本高，且可制備的零件尺寸小，不適合工業(yè)生產(chǎn)。通過對SiC顆粒進(jìn)行表面處理，利用半固態(tài)鑄造的方法制備了10wt%的SiC/A356鋁基復(fù)合材料。SiC顆粒表面改性與半固態(tài)鑄造工藝相互配合解決鋁基體與SiC顆粒界面問題。利用拉伸實(shí)驗(yàn)方法測得鑄態(tài)SiC/A356鋁基復(fù)合材料相較于鑄造A356，SiC/A356鋁基復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度和延伸率等力學(xué)性能有所提高，使用掃描電子顯微鏡(SEM)對獲得的斷口進(jìn)行觀察，在電鏡下斷口處有大量韌窩和撕裂棱，為韌性斷裂。相較于鑄造A356，SiC/A356鋁基復(fù)合材料力學(xué)性能有所提高，可以滿足先進(jìn)裝備制造業(yè)的需求，在航空航天、能源工程、汽車制造、船舶及海洋工程裝備領(lǐng)域中具有一定的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：鋁基復(fù)合材料；半固態(tài)鑄造：力學(xué)性能；斷口形貌；