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組織細密的鎂鋅鋯合金

2019-12-06 13:51 ?瀏覽:

近30年來,美國道屋(DOW)化學公司等,在研發鎂基復合材料方面取得了很大進展,制備了SiC顆粒含量高達26Vo1.%的錠坯,其相對致密度達95%左右,直徑達到250mm以上,質量約70kg,擠壓出外徑133mm、內徑121mm管材,直徑79mm及直徑57.2mm的棒材,以及截面為133mm×19mm的矩形棒與不規則截面的型材。復合材料的基體合金有:AZ31B、AZ61A、AX80A、ZK60A、Z6(Mg+6mass.%Zn)、ZE62(Mg-6Zn-2Ce)、AZ90和AZ92A等,增強材料有:Al2O3顆粒(平均粒徑36μm)、SiC顆粒(平均粒徑36μm、16μm、10μm)、B4C顆粒(平均粒徑16μm)。
由于鎂基復合材料的變形能力差,擠壓成形難度大,擠壓速度慢,以0.3m/s~1.2m/s為宜。AZ31B/SiCp復合材料有相當好的可擠壓性能,基擠壓管材(外徑133mm、壁厚12mm)的力學性能見表1,表中數字為3個試樣的平均值,增強相為20mass.%SiCp。
由表中的數據可知,AZ31B/SiCp復合材料的強度、模量均比AZ31B合金的高得多,雖然SiCp的含量高達20%,但材料仍有相當高的塑性,另外,采用的更細的SiCp還可以進一步提高復合材料的強度。雖然這幾種復合材料的力學性能僅與未復合的ZK60A-T5合金的相當,但前者的模量高得多。

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用熔體攪拌法制備的AZ91/SiCp、AZ61/SiCp復合材料及未增強基體合金的性能比較見表2。SiCp是在固相線及液相線溫度區間加入的,隨后在液相線溫度以上攪拌熔體,以降低SiCp與AZ910合金熔體之間的反應。
采用SiC晶須、2μm~5μm顆粒及碳纖維作為增強體可以獲得性能更優秀的復合材料錠坯,經壓力加工后可進一步提高力學性能,因為壓力加工可以消除錠坯中的一些缺點。
雖然Mg-Li合金有很高的比強度及比剛度,但基他力學性能仍不夠理想,如與陶瓷增強相制成復合材料,則各項性能可以獲得全面提升。
碳纖維和石墨纖維肯有高強度和高模量等優點,而且不易與Mg及鎂合金發生反應,是理想的鎂及鎂合金復合材料增強體,但它們不適宜于高鋁含量的鎂合金,因為Al會與C反應生成Al4C3,對界面強度不利,此外,Al2O3也是鎂基復合金材料的有效增強體。

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