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通过搅拌铸造制造挤压Al/Al2O3复合材料的微观组织和性能 马什哈德 塞姆南 2013年4月7日 摘要： 一种新型的2步混合方法，包括注射粒子进入熔体由惰性气体和搅拌来制备铝基质复合材料（资产管理）与Al2O3颗粒强化。微氧化铝粒子的不同质量级分下为300转/分搅拌速度注入到熔体中。然后将样品挤出用1.77或1.56的比率。显微组织观察表明，应用的注射和挤出过程导致了粒子的均匀分布在基体中。密度测量结果表明，在复合材料的孔隙率的增加而增加氧化铝的质量分数，搅拌速度和减少了挤出工艺。硬度，屈服和极限拉伸挤出的复合材料的强度的增加而增加的粒子的质量分数为7 ％，而未经挤压的复合材料，他们随粒子的质量分数为5％。 关键词： Al/Al2O3复合材料;煸铸造;挤压;显微组织;力学性能 金属基复合材料按增强体的类别来分类，如纤维增强（包括连续和短切）晶须增强和颗粒增强等，按金属或合金基体的不同，金属基复合材料可分为铝基，镁基，铜基，钛基，高温合金基，金属间化合物基以及难溶金属基、复合材料等。由于这类复合材料加工温度高，工艺复杂，界面反应控制困难，成本相对高，应用的成熟程度远不如树脂基复合材料，应用范围较小。金属基复合材料（MMC ）已显著改善，如高比强度，比模量，阻尼性能和良好的耐磨性比未增强合金的性能。铝基复合材料（资产管理公司）与颗粒和晶须增强被广泛使用，因为它们的改进的物理和机械性能的高性能应用，如汽车，军工，航空航天和电力等行业[ 1 ] 。颗粒增强复合材料可以通过铸造[ 2-5 ]准备通过液体冶金路由注入增强颗粒进入液体基质。铸造途径是优选的，因为它是更便宜，适合于大批量生产。其中整个液态生产线，搅拌铸造是最简单和最便宜的一款。与此过程相关的唯一问题是颗粒状的，由于润湿性差和重力调节偏析的非均匀分布。复合材料的机械性能是由加强件的尺寸，形状和体积分数的影响， ?基体材料和在该界面反应[6]。阿加贾尼扬等[7 ]研究了氧化铝颗粒增强的AMC ，具有不同的颗粒体积分数，并报告了改善的弹性模量，拉伸强度，压缩强度和断裂性的增加而增强的内容。基体和增强纤维之间的界面起着决定的MMCs的属性至关重要的作用。加固和强化依靠整个界面载荷传递。韧性是由裂纹偏转在界面的影响及延展性会受到高应力的界面附近的松弛[8]。 它是已知的不连续增强复合材料的二次加工可以导致破裂的颗粒（或晶须）的附聚物。此外，该过程会导致孔隙率的降低或消除，提高了键合，所有这些都有助于改善金属基复合材料的机械性能。在各类经典的金属成形过程，挤压已使用，因为不连续纤维以其优异的优惠轴向对准，以及其大压静水应力状态作为最常见的二次加工操作[ 9 ] 因此，本研究的目的是研究不同的因素，如增强颗粒，搅拌速度和挤出速度，在微观结构和复合材料的机械性能的质量分数的影响。 2实验 在目前的工作中，纯铝锭和颗粒氧化铝粉末以20微米的尺寸被用作基质和加固，分别。复合试样通过使用熔融合金的机械混合煸铸造方法制造的。将颗粒喷入熔融的氩气中在电阻加热炉中插入一个石墨坩埚中。氧化铝粉末注入到复合材料的内容被选择为： 3％，5 ％和7％ （质量分数） 。将坩埚配备有底部浇注系统。在搅拌压铸注塑温度的情况下为750 ° C。取决于所添加的颗粒的数量，注射时间为7-15分钟。继续搅拌30分钟，以产生均匀的混合物。浇注温度为650 ° C。叶轮的速度被选定为200 ， 300和500转/分。圆柱形样品进行挤出以不同的速率。 在MMC钢坯斧对称热挤压进行材料试验机上的25吨容量。在500 ℃下进行热成形处理两个模具与1.56和1.77的挤压比被雇用。石墨基高温润滑剂使用。金属模具的形状和尺寸示于图1和表1。 图1锥形模的形状Die D0/ D1/ D2/ L/ h/ H/ R (D2 /D2 ) mm mm mm mm mm mm 1 2 1 50 25 20 20 5 40 1.56 2 50 20 15 20 5 40 1.77 表1用于热挤压模具尺寸 将试样用自动切割装置来研究微切割。试样的表面，制备了通过600磨削和 1200砂砾文件，然后通过使用3微米金刚石研磨膏抛光。复合材料的微观检查，进行了光学显微镜（OM ） 。复合材料的孔隙率（体积分数）是由测得的密度与理论密度的比较来确定。使用球用2.5毫米的直径在98牛顿的负载探讨的拉伸和压缩试验，进行了使用兹维克760试验机对复合材料的所述的机械性能的试样的布氏硬度值的测定在抛光样品分别ASTM E8/E8M-11和ASTM E9- 09 ， 。十字头速度被设定为3毫米/分钟的圆形样品。每个试验重复3次，以获得用于每个属性的平均值。 3结果与讨