采用放電等離子燒結(jié)制備了AlCoCrFeNiT_i（0.5）高熵合金顆粒含量（體積分?jǐn)?shù)）分別為10%、20%、30%的AlCoCrFeNiTi_0.5/Al復(fù)合材料。研究了AlCoCrFeNiTi_0.5顆粒含量對(duì)鋁基復(fù)合材料力學(xué)性能以及微觀組織的影響。結(jié)果表明,增強(qiáng)體含量低于20%可以同時(shí)提高復(fù)合材料的室溫強(qiáng)度和塑性。當(dāng)增強(qiáng)體含量為20%時(shí),相比于未增強(qiáng)的試樣,抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率分別提高90.1%和52%,抗壓強(qiáng)度提高76.2%,并仍保持塑性壓縮特征。復(fù)合材料強(qiáng)度和塑性的提高是由于增強(qiáng)體和基體之間形成了穩(wěn)定的界面。當(dāng)增強(qiáng)體含量為30%時(shí),復(fù)合材料塑性顯著下降,這是由于過多的界面相導(dǎo)致基體損傷。 

【文章來(lái)源】：特種鑄造及有色合金. 2016年03期 第274-277頁(yè) 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

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圖１ＳＰＳ工藝路線示意圖采用阿基米德原理測(cè)試復(fù)合材料的實(shí)際密度；采用

米德原理測(cè)試復(fù)合材料的實(shí)際密度；采用Ｉｎｓｔｒｏｎ５８４８ｍｉｃｒｏｔｅｓｔｅｒ試驗(yàn)機(jī)測(cè)試試樣的抗拉強(qiáng)度，非標(biāo)準(zhǔn)的拉伸試樣標(biāo)距尺寸為１．５ｍｍ×２ｍｍ×８ｍｍ，拉伸應(yīng)變速率為０．０３６ｍｍ／ｍｉｎ；采用ＡＧ－ＩＣ１００ＫＮ材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)試試樣的抗壓強(qiáng)度，非標(biāo)準(zhǔn)的壓縮試樣為?４ｍｍ×６ｍｍ的小圓柱、壓縮速率為０．０３６ｍｍ／ｍｉｎ；采用環(huán)境掃描電鏡觀察分析試樣的微觀形貌；采用Ｘ射線衍射儀分析試樣的物相組成。２試驗(yàn)結(jié)果與分析２．１復(fù)合材料的微觀組織圖２是不同增強(qiáng)體含量的ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＴｉ０．５／Ａｌ復(fù)合材料的微觀組織。圖２中不同的尺寸和形狀Ａｌ－ＣｏＣｒＦｅＮｉＴｉ０．５增強(qiáng)體顆粒均勻地分布在基體當(dāng)中。在增強(qiáng)體和基體界面處存在灰色區(qū)域，這說(shuō)明增強(qiáng)體和基體發(fā)生了一定程度的界面反應(yīng)，生成了界面相。圖２ａ、圖２ｂ中界面相含量有限，基體仍然是一個(gè)連續(xù)的整體。圖２ｃ中由于增強(qiáng)體含量增加，增強(qiáng)體顆粒與基體之間界面面積增大，產(chǎn)生了過量的界面相，導(dǎo)致基體過量消耗，被分割成小塊而難以連接成整體。圖３為純鋁及不同增強(qiáng)體含量復(fù)合材料的物相組成。由圖３可見，復(fù)合材料的主要組成相是Ａｌ和ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＴｉ０．５高熵合金［１２］。在復(fù)合材料中，隨增強(qiáng)體含量的增多，高熵合金的衍射峰逐漸增強(qiáng)，鋁的衍射峰顯著降低。增強(qiáng)體為１０％和２０％時(shí)，界面反應(yīng)有限，沒有形成明顯的新衍射峰，而增強(qiáng)體為３０％時(shí)，檢測(cè)出（ａ）１０％（ｂ）２０％（ｃ）３０％圖２不同增強(qiáng)體含量的ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＴｉ０．５／Ａｌ復(fù)合材料的

強(qiáng)體承受載荷，并在基體的裂紋相對(duì)的兩面之間形成橋聯(lián)結(jié)構(gòu)。另外，增強(qiáng)體ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＴｉ０．５高熵合金具有較高的塑性，因此可以通過自身的變形產(chǎn)生使基體閉合的作用力，從而抵消外加載荷，提高材料的塑性。此外增強(qiáng)體顆粒也具有裂紋偏轉(zhuǎn)的作用。而當(dāng)增強(qiáng)體加入量過高時(shí)，機(jī)體消耗嚴(yán)重，生成的界面相ＦｅＣｒ金屬間化合物具有較高的強(qiáng)度和脆性，同時(shí)孔洞過多，因此抗壓強(qiáng)度很高而塑性下降嚴(yán)重，拉伸時(shí)孔洞的存在造成應(yīng)力集中，使材料過早斷裂。（ａ）壓縮力學(xué)性能（ｂ）拉伸力學(xué)性能圖４ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＴｉ０．５／Ａｌ復(fù)合材料的力學(xué)性能２．３復(fù)合材料的斷口分析圖５為增強(qiáng)體顆粒含量分別為２０％、３０％的Ａｌ－ＣｏＣｒＦｅＮｉＴｉ０．５／Ａｌ復(fù)合材料的拉伸斷口形貌。圖５ａ中，復(fù)合材料的斷口存在大量塑性斷裂特征的韌窩，這些韌窩存在于高熵合金增強(qiáng)體的周圍；而高熵合金增強(qiáng)體呈現(xiàn)脆性斷裂的特征，界面處不存在拔出的細(xì)長(zhǎng)型增強(qiáng)體顆粒，說(shuō)明增強(qiáng)體與基體金屬界面結(jié)合強(qiáng)度高，證明了塑性提高主要原因是橋聯(lián)作用。增強(qiáng)體為３０％時(shí)，塑性韌窩急劇減少，增強(qiáng)體和界面相的脆性斷裂特征明顯，見圖５ｂ。同時(shí)斷口分布大量的孔洞缺陷，導(dǎo)致塑性急劇降低。（ａ）２０％增強(qiáng)體（ｂ）３０％增強(qiáng)體圖５ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＴｉ０．５／Ａｌ復(fù)合材料的拉伸斷口形貌３結(jié)論（１）與純Ａｌ基體相比，當(dāng)ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＴｉ０．５增強(qiáng)體顆粒體積分?jǐn)?shù)為２０％時(shí)，ＡｌＣｏＣｒＦｅＮｉＴｉ０．５／Ａｌ復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和抗拉強(qiáng)度分別提高９０．１％、５２％、７６．２％，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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