采用真空壓力浸滲法制備了短切碳纖維體積分?jǐn)?shù)為15%的AZ91D鎂基復(fù)合材料（C_sf/AZ91D）,通過等溫恒應(yīng)變率壓縮試驗(yàn),研究了復(fù)合材料在變形溫度為400⁴60℃、應(yīng)變速率為0.001⁰.1s^-1、最大真應(yīng)變?yōu)?.7條件下的流變應(yīng)力和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為。結(jié)果表明,復(fù)合材料流變應(yīng)力曲線呈現(xiàn)顯著的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶軟化特征,動(dòng)態(tài)再結(jié)晶臨界應(yīng)變隨變形溫度升高或應(yīng)變速率降低而減小,其與Z參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系為εc=1.6×10^-3 Z^{0.037 2};動(dòng)態(tài)再結(jié)晶臨界應(yīng)變和峰值應(yīng)變之間的關(guān)系為ε_c=0.385 2ε_p;同等變形條件下,復(fù)合材料動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的臨界應(yīng)變遠(yuǎn)小于AZ91D鎂合金,短切碳纖維促進(jìn)了基體鎂合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶發(fā)生,同時(shí)細(xì)化了其再結(jié)晶晶粒。 

【文章來源】：特種鑄造及有色合金. 2017,37(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

圖２鑄態(tài)Ｃｓｆ／ＡＺ９１Ｄ復(fù)合材料顯微組織１．２試驗(yàn)方法

試，其實(shí)際密度為１．７９８ｇ／ｃｍ３，理論密度為１．８１４ｇ／ｃｍ３，因此所制備的鎂基復(fù)合材料平均致密度約為９９．１％。圖２為鑄態(tài)Ｃｓｆ／ＡＺ９１Ｄ復(fù)合材料的顯微組織，可以看出，復(fù)合材料中短碳纖維無明顯團(tuán)聚現(xiàn)象。復(fù)合材料中基體合金組織致密，無明顯縮孔、縮松等缺陷。圖２鑄態(tài)Ｃｓｆ／ＡＺ９１Ｄ復(fù)合材料顯微組織１．２試驗(yàn)方法將鑄態(tài)Ｃｓｆ／ＡＺ９１Ｄ復(fù)合材料和同爐制備的鎂合金線切割加工成?１０ｍｍ×１５ｍｍ的壓縮試樣（見圖３）。變形溫度為４００、４３０和４６０℃，應(yīng)變速率為０．００１、０．０１和０．１ｓ－１，最大真應(yīng)變?yōu)椋埃�。高溫變形結(jié)束后，立即將壓縮試樣水冷淬火，沿壓縮方向軸向剖開并打磨、拋光，用５％的檸檬酸腐蝕后在光學(xué)顯微鏡下觀察其顯微組織。圖３復(fù)合材料和鎂合金試樣宏觀形貌２試驗(yàn)結(jié)果與討論２．１高溫變形力學(xué)行為與組織圖４為Ｃｓｆ／ＡＺ９１Ｄ復(fù)合材料在不同變形條件下的流變應(yīng)力曲線。可以看出，在高溫變形初始階段，流變應(yīng)力隨著變形量增大而迅速上升，復(fù)合材料基體中位錯(cuò)密度迅速提高，此時(shí)加工硬化起主導(dǎo)作用；隨著變形量４１６特種鑄造及有色合金２０１７年第３７卷第４期

逐步增大，加工硬化不斷與動(dòng)態(tài)再結(jié)晶軟化相抵消，致使流變應(yīng)力上升速率放緩；當(dāng)繼續(xù)加大變形量時(shí)，強(qiáng)化了其軟化效果，材料的流變應(yīng)力上升趨勢開始減小并出現(xiàn)峰值；達(dá)到峰值應(yīng)力后，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的軟化作用開始占據(jù)主導(dǎo)地位，當(dāng)加工硬化與動(dòng)態(tài)再結(jié)晶軟化作用達(dá)到平衡時(shí)，流變應(yīng)力曲線趨于平穩(wěn)。復(fù)合材料整個(gè)壓縮變化過程中，流變應(yīng)力曲線呈現(xiàn)明顯的應(yīng)變軟化現(xiàn)象。（ａ）０．１ｓ－１（ｂ）４６０℃圖４Ｃｓｆ／ＡＺ９１Ｄ復(fù)合材料的流變應(yīng)力曲線圖５是變形溫度為４００℃，應(yīng)變速率為０．１ｓ－１時(shí)Ｃｓｆ／ＡＺ９１Ｄ復(fù)合材料與ＡＺ９１Ｄ鎂合金高溫變形后的顯微組織�？梢钥闯�，高溫壓縮后Ｃｓｆ／ＡＺ９１Ｄ復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸明顯小于同等變形條件下鎂合金ＡＺ９１Ｄ的晶粒尺寸。復(fù)合材料中短切碳纖維加劇了基體鎂合金位錯(cuò)堆積程度，為基體動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒形核提供了較高的能量條件；另一方面，立體網(wǎng)狀交叉結(jié)構(gòu)的短切碳纖維抑制了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶新晶粒的長大，從而導(dǎo)致復(fù)合材料基體晶粒組織的細(xì)化。此外，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶引起的基體軟化使得纖維在大塑性變形中易于發(fā)生偏轉(zhuǎn)和流動(dòng)，導(dǎo)致復(fù)合材料纖維分布從制備態(tài)的隨機(jī)取向狀態(tài)（見圖２）轉(zhuǎn)化為壓縮后垂直壓縮方向分布（見圖５ａ）。（ａ）Ｃｓｆ／ＡＺ９１Ｄ復(fù)合材料（ｂ）ＡＺ９１Ｄ鎂合金圖５復(fù)合材料與ＡＺ９１Ｄ鎂合金高溫變形后的顯微組織２．２再結(jié)晶臨界條件當(dāng)變形溫度和應(yīng)變速率一定時(shí)，加工硬化率為表征流變應(yīng)力隨應(yīng)變變化的變量，其表達(dá)式為θ＝ｄσ／ｄε。材料θ－σ的曲線呈現(xiàn)拐點(diǎn)特征，即－?２θ／?σ２＝０，并且可推導(dǎo)偏導(dǎo)數(shù)關(guān)系

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]真空浸滲Csf/AZ91D復(fù)合材料的高溫變形行為與機(jī)理[J]. 尚鴻甫,王振軍,黃飚,朱世學(xué),余歡.  特種鑄造及有色合金. 2016(08)
[2]AZ41M鎂合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶臨界條件[J]. 蔡志偉,陳拂曉,郭俊卿.  中國有色金屬學(xué)報(bào). 2015(09)
[3]Csf/Mg復(fù)合材料熱壓縮流變行為及本構(gòu)關(guān)系[J]. 張良,王振軍,尚鴻甫,朱世學(xué).  熱加工工藝. 2014(18)
[4]Ti-47%Al合金在熱變形下的流動(dòng)應(yīng)力本構(gòu)模型（英文）[J]. 鄧太慶,葉磊,孫宏飛,胡連喜,苑世劍.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(S2)
[5]SiC顆粒增強(qiáng)Al基復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型[J]. 張鵬,李付國.  稀有金屬材料與工程. 2010(07)
[6]液態(tài)浸滲法制備碳纖維增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料研究進(jìn)展[J]. 歐陽海波,齊樂華,李賀軍.  特種鑄造及有色合金. 2008(S1)
[7]AZ31鎂合金初始動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的臨界條件研究[J]. 黃光杰,錢寶華,汪凌云,J.J.Jonas.  稀有金屬材料與工程. 2007(12)
[8]SiCW/AZ91鎂基復(fù)合材料及AZ91鎂合金的高溫變形行為[J]. 李淑波,鄭明毅,甘為民,吳昆.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2005(03)
[9]紙張涂布分散劑—低分子量聚丙烯酸鈉[J]. 李燕.  黑龍江造紙. 2003(01)



本文編號：3216455