热挤压和时效处理对SiCw／LD2复合材料拉伸性能的影响

热挤压和时效处理对热挤压和时效处理对SiCwSiCw LD2LD2复合材料拉伸性能的影响复合材料拉伸性能的影响 总公司工程第五大队 3 哈尔滨工业大学材料工程与科学学院 摘 薹对SdCw LDg复合材料进行了热挤压 并对铸态和挤压态复合材料 进行了时效处理 比较铸态 挤压态 时效态复合材料问的拉伸性能的结果表明 挤 压变形可提高复合材料的强度和塑性 时效处理能够提高复合材料 的强度 但却降低塑性 挤压变形后再时效处理可使复合材料达到最大的强度和模量 关 调塑薹墓盒塑 釜筮匡 时效 性能中啊分类号 fB331 TG376 2 1K 151A耋螂 f 文章鹏0254 OS1 2000 O O00 S 03 Inf luenceof Hot extrusion andAgeing Treatmenton Properties ofSiCw LD2Composite s7 q t t ZHANGW eng long W ANG h W ANGDe gun YAO Zhon ka GUM ingydan5结论删laginUltrahigh Strengt 新研镧的l500MPa级低合金高强度钢奥氏体化后空冷 l2 方鸿生 邓海金低碳Fe Mn B钢粒状贝氏悻的组织及其强韧获得良好强韧性组合的无碳化物贝氏 体玛氏体复相组织 比性 1 机械工程材料 1981 5 1 5 14同等强度下低合金马氏体钢具有更高的强韧性及经济性 且 13 FANG d娼 2I NG yah k 期x 皿 d N i处理工艺简单 Ai r 3 51参考文t14 FANG Hong g ZHENG Yan ang CI N Xiu ytm et alA 1 俞蕾刷 诔育Jc l钢的组织强度学一组织与强韧性 M 上海上Ser iesof NewType AirCll ngBainitic Steels J1 SEAISI海科学技术出版牡 1983 401 422Qurterly 1991 20 3 30 21T lli诅Y 0k ay蚰K Irr 州m黜t L呻盯T日nperatl Me 15 FA H孵日1g ZHENG Yah kmg CHEN Xiu ytm et al c n p叭醅of O 40Pet C Ni UItra mStrength Devd0嘲t ofa Seriesof AirCz ledBainiticSteels nChi s讲th he SeomdP 雌kl wBBi化 J1 Me阻u T删碍 n且 AJ Geoffrey lSther 西蝉Shouhu HSLA STEELSPm 1983 14A485 492cessa Pmperti and Apphcatlcms cj TMS 1992 3 T Y0hhyB K M比h唧erti髑of O 40Pct C Ni 119 125c M 嗽h st豫岫s懈d 删E aMs咄l畔ofMar帕te 167方鸿生 郏燕康 陈秀云等空冷贝氏体型少 热处理钢 J1 盘属丑ndBB址 M啦赶Tr啪 19窖5 16A73412 热处理 1985 9j3 8 4 1诅Y baya K I呲T啪nnent6 r Irnprov舶船l tI兀 17 方鸿生 郑燕康 周欣中磺贝氏体马氏体复相组织强韧性L w呵n lnIntu二e ha血P州of0400cr M 的研究 J 金属热处理学报 1986 7 1 10 18uhra 吣s二l gI s噙d J 1h嘴 1983 14A2387 18 黄维喇鸿生 郑燕康一对M n B系空拎贝氏体钢组织与性能293的髟喃 金属鹅处理学报 1997 18 1 8 13引E ffec t st盎艮体铜的粘T ot C ane AIs T舢 19韶t A 盖 中氏体形卷和转 t M e 变动K ae力学dal 28 12 A5 c of3ooM Steel 一M时er T睇 Ind ced Im er grar mlnr Fra cture in an yMu制tLgm I995 ll245 I1 s 1983 14A903 9l1 T诅Y 0f MH衄t n叫ed Si 22 LIN D喈arIg LAN Yun w UJ诅ng Ig Inn哪e Am Modified4330ed J Mater Sci Tech 995 25d Ig1p 啪 s G 璐m4妄0M st一T R0k2630f I1工lp n y S醐Ft mSt sHD蝣 C眦 Ig of High is VenkatasubraramianTV BakerTJ EnhancedFractureRes tatlstre hs eel口 Mentt n 1988 19A2225 2231o f 曲s 哪h sIeeIPmdI by Extn 0f NL1垌 23 1诅Y lw F TbI鬻 九D uIphun04C C SmdPowder J Memll Tram 1980 11A200 203MD嘶uhra 吣st帕嘻出sbeel and1t8Impfov洲t J 9J Venkatlmbrmnin T V Baker TJ Enhnnt St镕Corr cm Ma i n c 1991 797 183ResmanceF珊SteelsHa iag aDud ph eAt te alit Mm emi怔 24 康大韬 韩成熊工程用钢的组织转变与性能手册 M 北京c衄口uml畔 J JMetall Tram一 1983 14A1 21 1928 机械工业出版杜 19929 29f10 何建宏 庸样云 陈南平性素体 真氏体双相不锈钢的氢致开 25胡选新 ling tt glll 等M B系空冷贝氏体钢转变动力襄研究 J 金属学报 1989 25 1 A37 A41 4 7ttltglttg 1 汽车技术 1995 1 2730 11Ri tchieRO Casu CedenoMH ZackayVF et alEf fectsofSil 267美国金属学会主编金属手册 M 第九版 第 卷 性能与 避io0nAddit m a ndRetainedAustenite 孤S remCorrosionCr ck 择 钢与铁北京机械工业出版社 1988464479 1state keylaboratory ofmmcs shanghai jiaotong univexcaty sh anghai200030 china 2 fifthbrigade northeast jinchengarchitectureli ntelengineeringparent npany 3school ofmateriak s cienceandengineerin g harbin instituteoftechno a gy p o boxa33 harbin150001 chin a the hot extrusion andagein gtreatment sicw ld2posites carriedotlt theresults of the mmpafing the properti betweenthe positesas cast as extrude dandas a ged indicateth at theextrusion defomlafion call increasethe strength andplas deity of the p ite and t he ageingtreatroeftt canboth increasethe strengthoftheo xapc ite anddecrease theplasticity ofthe00m ix ite ni eec nb inationoftheexlaaj ol aand theageing treatmentcan maketheposite toreach themaxi mumstrength andmaxl mlar modulus k walumln n matrix omlxz ite hot extrusiotl a ge property1引言塑性成形是非连续增强金属基复台材料应用中的 最重要技术之一il j 塑性成形制造的复合材料构件的性能如何 直接关系到诫种复合材 料的应用价值 为了获得最大的强度和剐度 用时效可硬化型复合材料塑性成形得 到的构件往往需要进行时效处理 热挤压是最重要的成形技术之一 许多复合材料构件是通过热挤压 成形得到的 这些构件经常需要时效处理来获得最高的强度和刚度 因此 研究热挤压和时效处理对复合材料性能的影响是十分必要的 以往对非连续增强金属基复合材料成形的研究主要集中于热挤压工 艺 而对热挤压后复合材料的时效处理即挤压对时效效果的影响的 研究较少 事实上 对于热挤压成形的复合材料构件来说 挤压后的时效效果 是更重要的 本文旨在通过比较时效的和未时效的铸态和挤压态复台材料的拉伸 性能 研究热挤压对复合材料时效效果的影响 2试验材料和方法si cw仙2复合材料用挤压铸造法制备 SiCw的体积分数为20 SiCw LYE复合材料管材通过正挤压过程得到 热挤压是在400t油压机上进行 坯料预热温度为500 挤压温度为 450 为降低坯料与凹模和模筒间的摩擦力 所有挤压试验均采用油荆石 墨润滑 时效处理工艺为520 固溶处理1h 水淬 然后170 时效10h 拉伸试验在Instron1186型万能电子拉伸试验机上进行 用引仲计测 量仲长量 拉伸速率为0 5mm min 挤压态复合材料的拉伸试样均是纵向取样 即拉伸方向平行于晶须 的摊列方向 组织结构观察在飞利普CM12透射电子显微镜上进行 3试验结果和分析拉伸试验结果如表1所示 表中A代表铸态复合材料 A 代表经过时效处理后的铸态材料 B 代表挤压态复合材料 B 76 代表经过时效处理后的挤压态复合材 料 挤压变形对复合材料的拉伸性能有重要的影响 比较表1中铸态 A 和挤压态 B 的性能可见 挤压态复合材料的性能 指标均高于铸态复合材料 说明挤压变形不仅作者 介张文龙 1965 I1一 男 吉 长春 博士工程师 博士后 主要从事金属基复台材料的制备 组织结构和性能间的关系研究 发表论文20余篇 联系电话021 62933458 基奎璃目国家自然基金重点项目 59631080 收一日期2000 04 206提高了复合材料的强度和模量 而且提高了复合材料的塑性 襄1SiCw LD2复台材料拉伸试验结果Table1Results oftensileacperiH sofSiOa LD 2o0anposit 表示纵向性能挤压 提高复合材料强度和模量的原因如下 复合材料中晶须经挤压后沿 挤压方向择优取向 提高了晶须在挤压方向 即晶须取向方向 复合 材料拉伸变形时的承载能力 挤压变形后基体强度的增加也是提高复合材料强度和模量的原因 挤压变形期间随着变形的进行高密度的相互缠结的位错不断产生 如 图1所示 增加了复合材料基体的强度 图1挤压态SiCw LD2复合材料中的高密度位错Fi g 1High density dMocationsin the matricesof as extruded SiCw LD2c 堋D it0挤压变形导致复合材料塑性的提高 是与其内在的组织结构变化 相一致的 热挤压对SiCw AI复合材料主要产生两个方面的影响 一是造成晶 须的折断并沿挤压方向定向排列 二是使基体金属致密性增加 因此热挤压导致复合材料塑性提高的主要原因 热挤压提高了基体 的塑性 导致复合材料拉伸变形时裂纹不易在基体中萌生 也不易 扩展 使变 金属热处理 2000年第1o期71两种高铬钢渗铝层的组知 抗氧化性能 睦蔓李友军 武大学材料系 武汉430072 摘要对1cr6s i2mo和1crl8nigti钢渗铝层的组蒡 和抗氧化性能进行了研究 结果表明高合金钢渗铝层的厚度与其渗铝状态下的晶格类型有关 铁素体型钢的渗层厚度明显大于奥氏体型钢 1Ct6Si2Mo钢渗铝层下方存在的黑带使其抗氧化性能变霎譬猫 荚 荫I渗铝 高铬钢 抗氧化性能页彳e中圈分类号曩荔 j识码A壶喜d2451 201o00帕晶枯M icrostractureand Oxidation Resistance Propertyof AluminizingLayer ofTwo KindsofHigh Chromium Steel之 f ZHANGQ Jan CHEN Jian hua LI You jun f I epo tment ofMechanieat andMatemk Engineering Wuhan UniversityIWuhan430072 Chim AbstractIn thispal r themicrostructure andoxidation r stano propertyof attmainizing layer of1Cr6Si2Mo and1Crl8Ni9Ti eet s缸einvestigated There tsflowedthatthickness o aLtmaini zedlaye f Tthe eebdepends0n erystattype0吼eelwhen al啪irf iz Lt agForferritic chum stee1 itsthickne翳oflayeris greaterthanthatof austenitechromiLma sl Theblack bandregion which形时基体塑性得到更大的发挥 挤压态复合材 料中含有的时效处理可以使复合材料达到最大的强化效果 晶须长径比较小 晶须长径比越小 晶须端部附近基体和晶参考文献须中部基体问的 应力梯度越小 即晶须周围基体中应力分布 su n岫K Okan to T S zul d N s ExtrusionofA lu一越均匀 则拉伸变形时基体中的应变集中越小 因此拉伸时挤m inumAl oysReinforcedw ithAluminaShort FibreC a ti n J 压态复台材料中初生裂纹不易萌生 也不易扩展 具有较高的J 砣Sc 98 柏篓苎奎苎翌苎篓篓害皇 之口t ma K F u i 蚰t aT Niha ra T H otExt rt mo AA7178蛔R em 面 晶须的定向排列导致裂纹扩展的截面上晶须所占的分数 较少 另一方面 挤压态复台材料中晶须沿材料的纵向排列 3 Stanford BealeCA deT W Exm t rt珊High Tem r丑t岍拉伸时晶须基本沿纵向拔出 晶须纵向拨出较横向拔出困难 Deformatic0a ofFiber ReinforcedA lumim tt J Cotnpoeate Sci因而拉伸时挤压态复合材料能够较 大地发挥基体金属的塑Tech 1989 35121157性 4 ZHANG Wen long CAI LLu chun PE Hua xitt The Forming时效处理同样对S Cw LEq 复合材料的拉伸性能有重要Pro cess ofHot Extruded SiCw 6061Alrr中 惝 J Tram苎警辈l兰变墨麓跫竺警霎萎奎张No 文n f龙tcr o蔡 梆M眷et 1 998 8伽 3 43复2Ol W 嚣料挤压杯及管复台材料 A1 的性能值 以垄 时效 处理警铸态复 蔷i学报 1 999 16 2 合材料强度明显增加和 塑性明显降低 但对摸量的影响较小 6HongSH ChungK H LeeCH EfRe ofI lotExu mm腓这是由于时效形成的沉淀相弥散强化的结果 t帆theT ms IePropel Ler 栅M Lcrostructtl0fSLCw 2124A1最吸引人的结果是挤压后的时效效果 由表1中可以看 眦p t J Mater sdEag 1996 206A 225 232出 时效处理后的挤压态复合材料的抗拉强度和弹性模量明 7 Lieblich M Gm一Doncel G Adeva PExtrudolf ilLty of PM显高于其它材料的 说