采用喷射沉积技术制备了SiC颗粒增强铝硅合金复合材料, 研究了SiC颗粒粒径对复合材料显微组织及其拉伸性能的影响。结果表明: SiC颗粒的加入使复合材料的弹性模量高于基体合金的, 但是其抗拉强度以及伸长率降低; 挤压后复合材料中SiC颗粒分布有沿挤压方向排列的趋势, 且随颗粒粒径的增大, 趋势更明显; 与相同含量大粒径(20 μm)颗粒相比, 小粒径(4.5 μm)颗粒间距小, 颗粒承载能力大, 其复合材料表现出较高的弹性模量和抗拉强度, 断裂方式以SiC颗粒与基体界面脱离为主, 而颗粒的断裂是大粒径SiC颗粒增强复合材料的主要断裂方式。
所属栏目
新材料新工艺国家自然科学基金资助项目(51205030, 51075044); 教育部科学技术重点项目(21136)
收稿日期
2012/3/282012/12/21
作者单位
李微:长沙理工大学能源与动力工程学院, 长沙 410076
陈荐:长沙理工大学能源与动力工程学院, 长沙 410076
何建军:长沙理工大学能源与动力工程学院, 长沙 410076
邱玮:长沙理工大学能源与动力工程学院, 长沙 410076
任延杰:长沙理工大学能源与动力工程学院, 长沙 410076
备注
李微(1982-), 女, 湖南浏阳人, 讲师, 博士。
引用该论文:
LI Wei,CHEN Jian,HE Jian-jun,QIU Wei,REN Yan-jie.Effects of Particle Diameter on Microstructure and Tensile Properties of SiC Particle Reinforced Al-Si Alloy Composites by Spray Deposition[J].Materials for mechancial engineering,2013,37(4):38~42
李微,陈荐,何建军,邱玮,任延杰.颗粒粒径对喷射沉积制备SiC颗粒增强铝硅合金复合材料显微组织及拉伸性能的影响[J].机械工程材料,2013,37(4):38~42
参考文献
【1】
LU D H, JIANG Y H, GUAN G S n, et al. Refinement of primary Si in hypereutectic Al-Si alloy by electromagnetic stirring[J].Journal of Materials Processing Technology, 2007, 189: 13-18.
【2】
滕杰, 李微, 陈鼎, 等.制动过程中Al-Si/SiCp复合材料制动盘表面温度的计算[J].湖南大学学报, 2008, 35(4): 71-74.
【3】
LI W, CHEN Z H, CHEN D, et al. Low-cycle fatigue behavior of SiCp/Al-Si composites produced by spray deposition[J].Materials Science and Engineering A, 2010, 527(29/30): 7631-7637.
【4】
ALPAS A T, ZHANG J. Effect of Microstructure (particulate size and volume fraction) and counterface material on the sliding wear resistance of particulate-reinforced aluminum matrix composites[J].Metallurgical and Materials Transactions A, 1994, 25(5): 969-983.
【5】
ALPAS A T, ZHANG J. Effect of SiC particle reinforcement on the dry sliding wear of aluminum-silicon alloys (A356)[J].Wear, 1992, 155(1): 83-104.
【6】
PRASAD B K, PRASAD S V, DAS A A. Abrasion-induced microstructure changes and material removal mechanisms in sequeeze-cast aluminum alloy-silicon carbide composites[J].Journal of Material Science, 1992, 27(16): 4489-4494.
【7】
LEE H L, LU W H, CHAN S L I. Abrasive wear of powder metallurgy Al alloy 6061-SiC particle composites[J].Wear, 1992, 159(2): 223-231.
【8】
周贤良, 李多生, 华小珍, 等.碳化硅颗粒增强铝基复合材料的微屈服行为研究[J].热加工工艺, 2005( 1): 14-16.
【9】
李侠, 陈庚华, 黄大为.增强颗粒对颗粒增强铝基复合材料强度的影响[J].铝加工, 2006(2): 9-14.
【10】
FLOM Y, ARSENAULT R J. Effect of particle size on fracture toughness of SiC/Al composite material[J].Acta Metallugica, 1989, 37(9): 2413-2423.
【11】
GANESH V V, CHAWLA N. Effect of particle orientation anisotropy on the tensile behavior of metal matrix composites: experiments and microstructure-based simulation[J].Materials Science and Engineering A, 2005, 391(1/2): 342-353.
【12】
CHAWLA N, GANESH V V, WUNSCH B, Three-dimensional (3D) microstructure vidualization and finite element modeling of the mechanical behavior of SiC reinforced aluminum composites[J].Scripta Materialia, 2004, 51(2): 161-165.
【13】
GANESH V V, CHAWLA N. Effect of reinforcement particle orientation anisotropy on the tensile and fatigue behavior of metal-matrix composites[J].Metallurgical and Materials Transactions A, 2004, 35(1): 53-61.
【14】
SONG S G, SHI N, GRAY III G T, et al. Reinforcement shape effects on the fracture behavior and ductility of particulate-reinforced 6061-Al matrix composites [J].Metallurgical and Materials Transactions A, 1996, 27(11): 3739-3746
【15】
DOEL T J A, BOWEN P. Tensile properties of particulate reinforced metal matrix composites[J].Composites Part A, 1996, 27(8): 655-665.
【16】
HAN N L, WANG Z G, SUN L Z. Effect of reinforcement size on low cycle fatigue behavior of SiC particle reinforced aluminum matrix composites[J].Scripta Metallurgica et Materialia, 1995, 33(5): 781-787.
【17】
郭宏, 李义春, 石力开.粉末冶金SiCp/7075Al基复合材料的断裂特性[J].粉末冶金技术, 1997, 15(1): 9-13.
【18】
LI S X, SUN L Z, FU S Y, et al. An estimation of fracture of SiC particulate affected by aluminum alloy matrix[J].Scripta Metallurgica et Materialia, 1993, 28(7): 869-874.