B4C顆粒體積百分比和尺寸對其增強鋁合金復合材料生產(chǎn)和組織性能的影響

刊名：Materials Science and Technology（英）

刊期：2013年第8期

作者：A.Canakci et al

編譯：張英才

碳化硼-鋁復合材料具有低密度和高韌性，在高耐磨性制動器等領域有廣泛應用。采用攪拌鑄造方法生產(chǎn)B4C顆粒增強鋁合金復合材料（MMCs），并考察此種顆粒摻入鋁合金過程中的潤濕性問題，以及顆粒含量與尺寸對組織、密度、硬度的影響。

采用AA2024合金作為基體金屬，增強材料B4C顆粒的平均尺寸為71μm（在53～90μm之間變化）和29μm（在16.5～49μm之間變化），密度為2.52g·cm-3。所有試樣采用攪拌鑄造技術制造。為了改善顆粒的潤濕性能，采取預處理或添加鎂作為活性劑（把合金中的Mg含量提高到2.0%）。增強顆粒的添加量（體積百分比）分別為3%、5%、7%和10%。試樣經(jīng)過顯微組織觀察并檢測其布氏硬度，最后得到以下結果。

（1）使用氫氟酸與硫酸對顆粒進行預處理是改善其潤濕性能的有效方法，通過參數(shù)的優(yōu)化可以用攪拌鑄造工藝成功生產(chǎn)出B4C顆粒增強AA2024合金復合材料。

（2）一般來說，較粗大的顆粒在基體中的分布比較均勻，而較細的顆粒容易聚團或分離。

（3）顆粒的體積百分比提高和尺寸減小會降低顆粒的獲得率。

（4）復合材料的密度隨體積百分比增加和顆粒尺寸減小而減小，但其孔隙率和硬度則隨顆粒含量的增加和尺寸減小而增大。

（5）掃描電鏡觀察表明，在整個工藝過程中，顆粒與基體沒有界面反應發(fā)生。