翟彦博
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马秀腾
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梅镇
稀有金属材料与工程
为了克服单一初晶Si或Mg2Si颗粒增强的铝基复合材料的不足,采用离心铸造的方法制备了一种由初晶Si与Mg2Si两种颗粒互补增强的铝基梯度复合材料.这种复合材料的组织与性能具有明显的梯度分布特征:内层含有高体积分数的初晶Si与Mg2Si颗粒,形成互补增强区域,具有高硬度的特点;外层没有或含有极少量初晶颗粒,形成非增强区域,具有硬度低的特点.对该复合材料的离心成形机制探讨发现,大量细小的初晶Mg2Si颗粒是形成这种梯度复合材料的关键因素.在离心力场中,密度更小的初晶Mg2Si颗粒具有比初晶Si颗粒大得多的向心运动速度,在运动过程中它与初晶Si发生碰撞并推动后者一起快速运动,最终导致二者在内层的剧烈偏聚.此外,为了获得足够的初晶Mg2Si颗粒,在三元Al-Si-Mg合金中,Si的质量分数应不低于19%,Mg的质量分数应不低于4%.
关键词:
梯度复合材料
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颗粒增强复合材料
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初晶Si
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初晶Mg2Si
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离心铸造
陈淑英
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邵秉川
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陈智麟
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常国威
稀有金属
研究了熔体温度对原位自生Al-18Mg2Si(质量分数,%)复合材料组织和力学性能的影响.结果表明:随着熔体温度的提高,Al-18Mg2Si复合材料中,初生Mg2Si由粗大的树枝状变成多边形状、块状,有的成为颗粒状.熔体温度为870℃时,初生Mg2Si最细小,平均晶粒尺寸为12 μm(形状因子最大);超过870℃后,晶粒尺寸略有增大(形状因子减小).随着熔体温度的提高,共晶Mg2Si由片层状变为颗粒状,而后又变成颗粒状和棒状的混合组织,共晶团尺寸先减小后增大.复合材料的抗拉强度、延伸率、硬度随熔体温度的提高先增大后减小,并在870℃过热时,力学性能达到最佳值.DTA分析表明,随着熔体温度的提高,合金的凝固开始温度先降低后升高,形核过冷度呈先增大后减小的变化趋势.熔体温度达到870℃时,形核过冷度最大,复合材料的硬度最大,耐磨性最好.
关键词:
Al-18Mg2Si复合材料
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熔体温度
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初生Mg2Si
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力学性能