B4C顆粒體積百分比和尺寸對(duì)其增強(qiáng)鋁合金復(fù)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(fù)合材料具有低密度和高韌性，在高耐磨性制動(dòng)器等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。采用攪拌鑄造方法生產(chǎn)B4C顆粒增強(qiáng)鋁合金復(fù)合材料（MMCs），并考察此種顆粒摻入鋁合金過(guò)程中的潤(rùn)濕性問(wèn)題，以及顆粒含量與尺寸對(duì)組織、密度、硬度的影響。

采用AA2024合金作為基體金屬，增強(qiáng)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(shù)制造。為了改善顆粒的潤(rùn)濕性能，采取預(yù)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(qiáng)顆粒的添加量（體積百分比）分別為3%、5%、7%和10%。試樣經(jīng)過(guò)顯微組織觀察并檢測(cè)其布氏硬度，最后得到以下結(jié)果。

（1）使用氫氟酸與硫酸對(duì)顆粒進(jìn)行預(yù)處理是改善其潤(rùn)濕性能的有效方法，通過(guò)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(qiáng)AA2024合金復(fù)合材料。

（2）一般來(lái)說(shuō)，較粗大的顆粒在基體中的分布比較均勻，而較細(xì)的顆粒容易聚團(tuán)或分離。

（3）顆粒的體積百分比提高和尺寸減小會(huì)降低顆粒的獲得率。

（4）復(fù)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(gè)工藝過(guò)程中，顆粒與基體沒(méi)有界面反應(yīng)發(fā)生。