al18b4o33w6061al复合材料热变形行为与性能研究word格式论文.docx

哈尔滨工业大学博士学位论文 优秀毕业论文 精品参考文献资料 摘 要 论文采用挤压铸造法制备了含低熔点相 Sn 的硼酸铝晶须增强铝基复合材料， Sn 在复合材料中的含量分别为 0, 0.43%，0.56%和 0.83%。利用扫描电镜(SEM)，透 射电镜(TEM)和 X 射线衍射(XRD)等方法研究了复合材料的微观组织；分析了 Sn 对复合材料力学性能,热变形行为和热膨胀性能的影响规律。 SEM，TEM 和 XRD 分析表明 Sn 主要存在于复合材料界面处，并有部分 Sn 散 落于基体。Sn 的引入不会大幅度降低复合材料抗拉强度和屈服强度。少量 Sn 可以 增加复合材料杨氏模量。更重要的是 Sn 的引入大幅度提高了复合材料的延伸率。 另外，Sn 的引入改变复合材料的断裂机制，随 Sn 含量的增加，复合材料断裂由基 体撕裂向晶须脱粘转变。 复合材料流变应力和晶须长度随 Sn 含量的增加，随温度的升高和应变速率的 降低分别降低和增大。不含 Sn 复合材料的应变软化主要受晶须折断控制，而含 Sn 复合材料的应变软化在低温阶段受晶须折断控制，在高温阶段受基体回复和再结晶 控制。 复合材料挤压压力和晶须长度随 Sn 含量增加，温度升高和挤压比减小分别降 低和增大。ABOw/0.43Sn/6061Al 复合材料最佳挤压温度和模角分别为 400℃和 45°。 采用大挤压比挤压的 ABOw/0.43Sn/6061Al 复合材料具有良好的表面质量，并且不 受挤压温度和模角的影响。挤压态 ABOw/0.43Sn/6061Al 复合材料的拉伸性能受界 面强度，晶须长度和定向排列程度以及基体加工硬化程度影响。在最佳工艺下，挤 压态 ABOw/0.43Sn/6061Al 复合材料抗拉强度，屈服强度和杨氏模量随挤压比的增 大而增大，而延伸率则随挤压比的增大先增大后降低，在挤压比为 13:1 时达到最大 值。 压缩态复合材料织构由111Al, 100Al 和110Al 三种纤维织构组成。挤压 态复合材料织构由001ABOw, 111Al 和100Al 三种纤维织构组成。复合材料 变形织构的演变受变形参数的影响。由于 Sn 在变形过程中熔化，可以松弛界面应 力集中，促进界面滑动以及导致基体局部熔化，从而提高晶须与基体变形的协调性； 另外，Sn 还可以作为形核质点促进基体回复和再结晶，所以 ABOw/Sn/6061Al 复合 材料变形织构随变形参数的演变规律不同于 ABOw/ 6061Al 复合材料。 晶须取向分布导致复合材料热膨胀行为具有各向异性。Sn 的存在降低了挤压态 复合材料的热膨胀系数和各向异性程度。建立了带有晶须分布函数的热膨胀系数计 - I - -  PAGE 4 - - III - 算模型，该模型能很好的预测铸态复合材料低温阶段热膨胀系数。建立了复合材料 热膨胀系数与热错配应力关系模型，利用该模型和不同 Sn 含量挤压态复合材料热 膨胀系数曲线分析了热错配应力变化规律。 关键词：Al18B4O33W；复合材料；低熔点界面相；热变形；织构；热膨胀 哈尔滨工业大学博士学位论文 Abstract Abstract Al18B4O33 whisker reinforced 6061aluminum matrix composites with low melting point Sn were fabricated by squeeze cast method，and the Sn contents in composites were 0, 0.43%，0.56% and 0.83%, respectively. The microstructures of the composites were analysised by scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM) and X-ray diffraction (XRD). The effect of Sn on the tensile properties, the hot deformation behaviors and the thermal expansion behaviors of the composites were studied. SEM，TEM and XRD analysis results shown that Sn mainly exist at the interface, and also some Sn particles was scattered in the matrix. Sn did not reduce the ultimate tens