20%Mg2Si/Al-12Si復合材料具有很高的比強度、比剛度、耐磨性能以及低熱膨脹系數(shù)等優(yōu)異性能,在航空航天、汽車制造以及軍事裝備等領域有良好的應用前景。但鑄態(tài)組織中初生Mg2Si相呈現(xiàn)粗大的樹枝狀,共晶相呈團簇狀分布,這些組織特征嚴重惡化了材料的力學性能。因此,改變組織形態(tài),提高材料強韌性具有重要意義。然而,大多數(shù)研究集中在單獨變質處理或者熱處理上,而對其組織進行復合優(yōu)化的系統(tǒng)性研究較為缺乏。本文以Al-12Si為基體,以Mg2Si為增強相,用熔鑄法制備20%Mg2Si/Al-12Si復合材料。以采用磷變質和T6處理復合優(yōu)化組織,進而提高強韌性為目標,從以下三個方面開展研究:(1)通過金相顯微鏡觀察0.1%P變質和T6處理對復合材料組織的影響規(guī)律,并從熱力學角度分析組織變化的機理;(2)測試T6處理過程中布氏硬度的具體變化規(guī)律,建立組織和硬度之間的關系;(3)測試T6處理過程中拉伸性能的變化規(guī)律,并從拉伸斷口的SEM形貌分析變質和T6處理對材料斷裂機制的影響。研究結果表明:20%Mg2Si/Al-12Si復合材料經(jīng)過0.1%P變質后,初生相不僅形狀規(guī)整化,而且尺寸由50μm細化到...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 選題背景及意義
    1.3 Mg₂Si/Al復合材料的研究概況
        1.3.1 Mg₂Si金屬間化合物的性質和研究概況
        1.3.2 Mg₂Si/Al復合材料的制備工藝
    1.4 原位生成Mg₂Si/Al復合材料的組織控制
        1.4.1 變質處理
        1.4.2 熱處理
    1.5 本課題的研究內容
第二章 實驗材料與實驗方法
    2.1 實驗材料
    2.2 實驗設備
    2.3 實驗方法
        2.3.1 制備工藝
        2.3.2 固溶時效處理
        2.3.3 金相制備和組織觀察
        2.3.4 DSC分析
        2.3.5 XRD分析
        2.3.6 布氏硬度測試
        2.3.7 拉伸測試
    2.4 技術路線
第三章 固溶處理對 20%Mg₂Si/Al-12Si復合材料組織的影響
    3.1 Mg₂Si/Al復合材料的凝固行為
    3.2 Mg₂Si相生成的熱力學分析
    3.3 20%Mg₂Si/Al-12Si復合材料的鑄態(tài)組織特征
    3.4 固溶處理對 20%Mg₂Si/Al-12Si復合材料組織的影響
        3.4.1 520℃固溶處理后組織特征
        3.4.2 540℃固溶處理后組織特征
        3.4.3 560℃固溶處理后組織特征
    3.5 固溶處理對 0.1%P變質 20%Mg₂Si/Al-12Si復合材料組織的影響
        3.5.1 0.1%P變質后復合材料鑄態(tài)組織變化
        3.5.2 固溶處理后的組織特征
    3.6 固溶處理過程中相的變化機理討論
        3.6.1 共晶相球化過程的機理分析
        3.6.2 固溶處理過程的擴散動力學分析
    3.7 本章小結
第四章 T6 處理對 20%Mg₂Si/Al-12Si復合材料硬度的影響
    4.1 固溶處理對 20%Mg₂Si/Al-12Si復合材料硬度的影響規(guī)律
        4.1.1 未變質復合材料固溶處理過程的硬度變化曲線
        4.1.2 0.1%P變質對復合材料固溶處理硬度變化曲線的影響
    4.2 時效處理對 20%Mg₂Si/Al-12Si復合材料硬度的影響規(guī)律
        4.2.1 未變質復合材料的時效硬化曲線
        4.2.2 0.1%P變質對復合材料時效硬化曲線的影響
    4.3 過時效過程中析出相粗化動力學分析
    4.4 時效延遲對人工時效過程中硬度的影響
    4.5 本章小結
第五章 T6 處理對 20%Mg₂Si/Al-12Si復合材料拉伸性能的影響
    5.1 固溶處理對 20%Mg₂Si/Al-12Si復合材料拉伸性能的影響
    5.2 時效處理對 20%Mg₂Si/Al-12Si復合材料拉伸性能的影響
    5.3 拉伸斷口分析
        5.3.1 鑄態(tài)下復合材料的斷口形貌
        5.3.2 變質后復合材料在T6 態(tài)的斷口形貌
    5.4 本章小結
全文總結及展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：3943943