采用差示掃描量熱法（DSC）對(duì)SiC_p/6061復(fù)合材料和6061合金時(shí)效析出動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究,并結(jié)合Avrami-Johnson-Mehl方法分析SiC_p的加入對(duì)6061鋁合金時(shí)效析出動(dòng)力學(xué)的影響,計(jì)算出連續(xù)升溫過(guò)程中各亞穩(wěn)相的析出動(dòng)力學(xué)參數(shù)。結(jié)果表明:SiC_p抑制6061鋁合金GP區(qū)的形成,促進(jìn)β″相、β′相和Q′相、β相和Q相的析出。計(jì)算各相析出動(dòng)力學(xué)表達(dá)式及TTT曲線,利用硬度測(cè)試實(shí)驗(yàn)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2017,27(10)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

SiCp/6061復(fù)合材料及6061鋁合金的DSC曲線

dddd()()()ddddYYTYtTtT(6)式中：Ф為DSC升溫速率，本實(shí)驗(yàn)過(guò)程Ф=10K/min。由式(2)、(3)、(6)可得：0d1ln[()]ln()()d()YQkTfYRT(7)由式(7)可知，dln[()]d()YTfY與T1之間滿足線性關(guān)系，做出dln[()]d()YTfY與T1之間的關(guān)系圖，根據(jù)直線斜率QR即可求得析出相對(duì)應(yīng)的激活能。2.2計(jì)算結(jié)果與討論由圖1可見(jiàn)，SiCp/6061和6061合金的DSC曲線上c、d、e3個(gè)峰之間相互重疊，為了分析各相析出動(dòng)力學(xué)參數(shù)，對(duì)重疊峰進(jìn)行分峰處理，結(jié)果如圖2所示。圖2DSC曲線重疊峰分峰結(jié)果Fig.2PartoriginalpeaksandseparatedpeaksofDSCcurves:(a)SiCp/6061composites;(b)6061alloys圖3所示為SiCp/6061及6061合金的DSC曲線上截取的c峰及其激活能的計(jì)算過(guò)程圖。根據(jù)合金相變機(jī)制[23]，對(duì)于原子團(tuán)簇或GP區(qū)n值取1，其他亞穩(wěn)相n取1.5，此過(guò)程中n=1.5。對(duì)圖3(d)中結(jié)果進(jìn)行一元線性回歸處理，其相關(guān)系數(shù)均在0.92以上，說(shuō)明擬合具有較高的可信度。由圖3(d)中的直線斜率和截距，結(jié)合式(7)，分別求出SiCp/6061和6061合金β″相的析出激活能和動(dòng)力學(xué)參數(shù)k0。與圖3所示求解β″相析出動(dòng)力學(xué)參數(shù)過(guò)程類似，分別求出SiCp/6061和6061合金GP區(qū)、β′相和Q′相、β相和Q相的析出激活能和動(dòng)力學(xué)參數(shù)k0，相關(guān)結(jié)果總結(jié)于表2中(tpeak是峰值溫度；Q是激活能；k0是析出動(dòng)力學(xué)參數(shù))。由表2可知，SiCp/6061復(fù)合材料GP區(qū)析出激活能大于6061合金GP區(qū)析出激活能，說(shuō)明SiCp的加入抑制了6061GP區(qū)的形成，與圖1的DSC分析結(jié)果一

第27卷第10期朱剛，等：6061和SiCp/6061合金時(shí)效析出動(dòng)力學(xué)1999圖3β″相析出激活能計(jì)算過(guò)程圖Fig.3Determinationofactivationenergyforβ″phaseformation:(a)β″phaseformationpeaks;(b)YTcurves;(c)dY/dTTcurves;(d)dln[()]d()YTfY1/T表2SiCp/6061復(fù)合材料和6061合金析出相的動(dòng)力學(xué)參數(shù)Table2KineticparametersforSiCp/6061compositesand6061alloyPeaktpeak/℃Q/(kJ·mol1)k0/min6061SiCp/60616061SiCp/60616061SiCp/6061a122.367140.43548.454.26.15×1052.30×106c262.067255.635122.0110.34.67×10113.27×1010d295.567293.435130.9103.35.43×10111.31×109e329.167335.235184.2149.78.60×10153.70×1012致。造成這種現(xiàn)象的原因可用“陷阱”理論進(jìn)行解釋[7]。SiCp在6061合金內(nèi)部引入了大量增強(qiáng)體/基體合金相界面；SiCp對(duì)基體合金具有較強(qiáng)的細(xì)化作用，使得SiCp/6061晶界較6061成倍增加；增強(qiáng)顆粒與基體合金的熱膨脹系數(shù)相差較大，在固溶淬火過(guò)程中，為了協(xié)調(diào)變形，在復(fù)合材料界面處基體一側(cè)產(chǎn)生高密度的位錯(cuò)，這種高密度的位錯(cuò)、晶界、相界面易吸附淬火過(guò)程中基體內(nèi)部形成的空位，稱之為“陷阱”，使得淬火空位濃度降低，趨于達(dá)到平衡濃度。時(shí)效是原子擴(kuò)散控制的過(guò)程，GP的形成溫度相對(duì)較低，被認(rèn)為是通過(guò)過(guò)剩空位擴(kuò)散而完成，SiCp/6061中的空位因“陷阱”的吸收而貧乏。SiCp/6061復(fù)合材料β″相、β′相、Q′相、β相、Q相的析出激活能分別低于6061合金對(duì)應(yīng)亞穩(wěn)相的析


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