张玉波
,
郭荣鑫
,
夏海廷
,
颜峰
,
林志伟
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.001530
通过粉末冶金热压烧结法制备高压电触头Cu/WCp颗粒增强复合材料,研究WCp颗粒含量(15％和3％,体积分数,下同)对Cu/WCp复合材料的疲劳裂纹扩展行为的影响,并结合SEM进行断口分析;利用原位SEM疲劳裂纹观测系统原位观察微裂纹萌生,分析颗粒对裂纹扩展路径的影响机制.结果表明:在相同应力强度因子幅(ΔK)下WCp含量为15％的Cu/WCp的疲劳裂纹扩展速率大于WCp含量为3％的复合材料;颗粒含量的增加并没有提高复合材料的裂纹扩展门槛值ΔKth,这主要是因为颗粒和基体的界面属于弱界面;在疲劳过程中颗粒脱粘形成裂纹源,不同脱粘微裂纹连接长大形成主裂纹是Cu/WCp颗粒增强复合材料的疲劳损伤形式;当主裂纹尖端和颗粒WCp相互作用时裂纹基本沿着颗粒界面往前扩展;复合材料的断裂模式从WCp低含量3％时的颗粒脱粘-裂纹在基体里穿晶断裂,过渡为WCp高含量15％时颗粒脱粘-基体被撕裂为主.
关键词:
Cu/WCp复合材料
,
体积分数
,
疲劳裂纹扩展
,
原位SEM
,
界面脱粘
,
断裂机制
张玉波
,
郭荣鑫
,
夏海廷
,
颜峰
,
林志伟
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.20.027
通过粉末冶金工艺制备了一种高压电触头用 Cu/WCp 颗粒增强复合材料。研究了不同应力比下 Cu/WCp颗粒增强复合材料的疲劳裂纹扩展行为，并结合裂纹闭合模型和两参数驱动力模型分析了应力比对 Cu/WCp颗粒增强复合材料疲劳裂纹扩展速率的影响机制。研究结果表明：随着应力比R的增大裂纹扩展速率增大，尤其在近门槛值附近裂纹扩展速率差别最明显。裂纹闭合模型和两参数驱动力模型均可以较好地将不同应力比R下(da/dN-ΔK)关系曲线关联起来，且两参数驱动力模型的相关性更好。这说明导致不同应力比R下 Cu/WCp 颗粒增强复合材料疲劳裂纹扩展速率差异的原因主要是Kmax引起裂纹尖端单调损伤，其次是裂纹闭合效应。根据 SEM断口分析发现高应力比的断面较低应力比的粗糙，低应力比时断口以基体撕裂为主而高应力比时以颗粒基体脱粘为主。
关键词:
粉末冶金
,
Cu/WCp复合材料
,
应力比
,
裂纹扩展速率
,
机制分析
周云峰
,
毛昌辉
,
杨剑
,
梁秋实
,
刘坤
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2010.06.016
利用粉末冶金法制备了WC颗粒体积分数分别为8.0%,11.8%,16.7%的WCp/2024Al复合材料,采用PQ1-6纯弯曲疲劳试验机对其进行高周疲劳性能测试,通过扫描电镜观察复合材料疲劳试验后的疲劳断口.结果表明:WCp/2024Al复合材料疲劳极限和疲劳寿命随着WC体积分数的增加而升高;复合材料的疲劳源产生于试样表面有缺陷或表面附近颗粒团聚的薄弱部位;随着WC体积分数的增加,WCp/2024Al复合材料的疲劳断口韧窝组织呈减少的趋势,脆性断裂特征逐渐明显;由空洞形核与长大造成的界面脱粘和基体相破坏是WCp/2024Al复合材料疲劳断裂的主要形式.
关键词:
铝基复合材料
,
WC颗粒
,
体积分数
,
高周疲劳极限
,
疲劳断裂
王道斌
,
毛昌辉
,
杨剑
,
刘坤
,
梁秋实
腐蚀与防护
采用动电位阳极极化法对体积分数为11．4％WCp／2024Al基复合材料及其基体合金在3．5％NaCI水溶液中的耐蚀性能进行研究。结果表明，由于WC颗粒的加入，提高了WCp／2024A1基复合材料的腐蚀速度。通过对恒电位极化后试样观察发现，WCp／2024A1基复合材料腐蚀机理为富Cu相作为阴极区与其周围的贫Cu区作为阳极区构成电偶腐蚀以及WC颗粒与基体间的协同腐蚀作用。这种双重的电偶腐蚀致使复合材料腐蚀速度加快。
关键词:
2024A1
,
金属基复合材料
,
腐蚀机理
,
电偶腐蚀
周云峰
,
毛昌辉
,
杨剑
,
梁秋实
金属功能材料
利用粉末冶金法制备了WC颗粒体积分数分别为8%、11.8%、16.7%的WCp/2024Al复合材料,采用扫描电子显微镜、热膨胀分析仪、热导率测试仪等多种手段研究不同WC体积分数、挤压比和热处理对复合材料热膨胀系数(CTE)、热导率和微观结构的影响.结果表明:复合材料的热膨胀系数随WC体积分数的增大而明显降低,随挤压比的增大而提高,经过T4态热处理后,复合材料内应力的降低和第三相的析出导致其热膨胀系数降低,热膨胀系数的实测值与kermer模型的计算值相近.复合材料的热导率随WC体积分数的增大而降低.
关键词:
铝基复合材料
,
热膨胀
,
热导率
,
WC颗粒
宋延沛
,
毛协民
,
董企铭
,
李秉哲
功能材料
通过扫描电镜、电子能谱分析,研究了离心铸造复合材料辊环的机械性能,微观组织及其应用.结果表明:在离心铸造条件下制备的WCp/Fe-C复合材料辊环,其复合材料工作层的硬度达到HRA80～85,接近了粉末冶金辊环的硬度(HRA81～88),复合材料工作层和芯部贝氏体基体的冲击韧性ak值分别达到5.4和14.8J/cm2.高于粉末冶金辊环的韧性(1.6～3.0J/cm2).辊环复合材料工作层中增强颗粒的体积分数和复合材料工作层厚度均受离心转速和浇注温度影响.在离心转速＞1200r/min、浇注温度＞1500℃时,可制备复合材料工作层厚度18～24mm、WCp体积分数80%、界面结合良好没有微观和宏观裂纹缺陷的复合材料辊环.
关键词:
离心铸造
,
辊环
,
WCp/Fe-C复合材料
,
组织和性能
王涛
,
毛昌辉
,
杨剑
材料科学与工程学报
WCp/2024Al复合材料是一种具有良好力学性能和辐射屏蔽性能的新型铝基复合材料.目前缺乏对其进行塑性加工的研究,因此采用热模拟实验机研究了WCp/2024Al复合材料在623K～773K,应变速率为0.01、0.1和1s-1下的热变形行为.结果显示,复合材料的流变应力随变形温度的升高、应变速率的降低而降低.在较高的应变速率下复合材料的变形机制为动态回复,而在较低的应变速率下为动态再结晶和动态回复.采用Power-Arrhenius型速率方程计算了复合材料的应变速率敏感系数m和热变形激活能Q.结果显示随着温度的升高,复合材料的m值升高而Q值降低,说明升高温度有利于复合材料的高温塑性变形.
关键词:
铝基复合材料
,
热变形
,
动态回复
,
动态再结晶
韦贺
,
李祖来
,
山泉
,
蒋业华
,
周荣
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160104.001
为研究WC体积分数对WCP/Fe复合材料组织、界面及压缩性能的影响,采用粉末烧结法制备了不同WC体积分数的WCp/Fe复合材料.结果表明:在不同WC体积分数的WCP/Fe复合材料中,WC颗粒发生了不同程度的溶解,其与基体间均呈冶金结合.随着WC体积分数的增加,WCp/Fe复合材料的界面等效宽度呈现递减趋势,当WC体积分数为50％时,界面等效宽度最小,为39.8 μm;复合材料的压缩强度呈先增大后减小趋势,当WC体积分数达到45％时,压缩强度达到最大值;复合材料的断裂方式由准解理断裂逐渐转向纯解理断裂,当WC体积分数达到50％时,WCP/Fe复合材料的断裂方式为纯解理断裂.
关键词:
复合材料
,
WCP
,
Fe
,
体积分数
,
界面
,
压缩性能
,
断口形貌
李福泉
,
魏连峰
,
李俐群
,
陈彦宾
中国有色金属学报
采用激光-TIG复合熔注工艺,在铝合金表面制备WCp/Al表而复合材料层.通过优化激光功率、TIG电流、扣描速度和送粉率等工艺参数,可以捩得0.5～4.3 mm厚的表面复合材料层.采用XRD、SEM、EDS等手段对表面颗粒强化层的微观组织和成分进行研究.结果表明:熔注层基体的微观组织为过共晶组织;熔注层不同位置的过共晶相具有不同的形貌,熔池上部主要为含有十字花状、鱼骨状、蝶状先共晶相(W1-xAlx)Cy的过共晶组织,而底部的先共晶相呈现块状形态.
关键词:
颗粒增强复合材料
,
铝合金
,
WC
,
激光-TIG复合:显微组织
梁秋实
,
毛昌辉
,
杨剑
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2011.12.014
采用真空热压方法制备了WC颗粒增强2024铝基复合材料(WCp/2024Al),并利用XRD,SEM,拉伸性能测试等检测手段研究了复合材料的热压温度和WC颗粒尺寸对WCp/2024Al复合材料力学性能的影响.结果表明,热压温度是控制复合材料发生界面反应的关键因素之一,并且界面反应所生成的反应产物导致复合材料的强度和塑性下降,使复合材料由韧性断裂向脆性断裂转变,复合材料的抗拉强度随成形温度的提高而降低.WC的颗粒尺寸对WCp/2024Al复合材料的抗拉强度未有显著的影响,但是对塑性影响较大,复合材料的塑性随WC颗粒尺寸增大而提高.
关键词:
复合材料
,
热压温度
,
颗粒尺寸
,
拉伸性能
