导　　师： 王德尊

学科专业： H0502

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 哈尔滨工业大学

摘　　要： 采用不同压力铸造工艺制备氧化铝短纤维增强铝基复合材料,研究压铸态复合材料显微组织与工艺参数的关系,通过重熔方法分析氧化铝短纤维对铝基体中典型相凝固过程的影响,借助差示扫描量热法(dsc)获得复合材料凝固动力学曲线,考察增强体对基体凝固动力学特征的影响.在不同压铸工艺制备的氧化铝纤维增强a1-15 si复合材料中,初晶si相宏观分布、纤维表面结晶的共晶si数量尺寸等组织特征明显不同,因而控制压铸条件可以控制复合材料的显微组织.通过错配度计算、分级冷却实验、dsc测量等研究铝基体中初晶si、a1- si共晶以及α(a1)相的形核长大特征.通过透射电镜(tem)研究既存固相表面对初晶si相生长孪晶的影响:si相没有被固相完全包围时,si相内存在大量生长孪晶;当si相完全被固相色围时,si相内没有孪晶.这是由于si相被固相完全包围时,在纤维表面形核,长大时通过纤维-硅相凹角添加原子,而不必是硅相自身孪晶凹角.纤维-硅相凹角明显促进初晶si的生长,使其长大成为粗大的块状,导致与未增强合金相比,复合材料内初晶si没有细化.分级冷却实验表明a1<,2>o<,3f> a1-15si复合材料内a1-15si共晶长大过程中,共晶si和共晶a1相不能有效地耦合长大,共晶a1相容易超越共晶si相,使共晶停止生长.这原于复合材料中增强体将基体分隔成微小的空间,液相结晶时溶质和温度传递受到增强体的限制,复合材料内a1-si共晶长生驱动力小于未增强金属.由dsc曲线计算了复合材料凝固过程动力学曲线.复合材料中a1<,2>o<,3f>或sicw含量增加降低α(a1)相形核温度并扩大α(a1)相凝固温度区间,因而延缓α(a1)相的结晶.复合材料中tib<,2p>含量提高增加α(a1)相结晶数量、扩大α(a1)相凝固温度区间,因而加速α(a1)相的结果. a1<,2>o<,3f>对a1-si共晶凝固温度区间影响不明显,而tib<,2p>明显提高a1-si共晶形核温度并减小共晶凝固温度区间,因此加速a1-si共晶的结晶.

关 键 词： 金属基复合材料 凝固 结晶动力学 非均质形核

分 类 号： [TB333 TG249.2 TG111.4]

领　　域： [一般工业技术] [金属学及工艺] [金属学及工艺] [金属学及工艺]