B4C-6061Al復(fù)合材料板材的制備及性能研究.pdf

1、鋁基復(fù)合材料在航空航天、動車、軍事尖端材料及民用領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。粉末冶金技術(shù)是制造此類材料常用方法之一。相比研究較多的SiC陶瓷,B4C的密度更低(2.5g/cm3)、硬度更高(僅次于金剛石與立方氮化硼),且具有良好的中子吸收能力。采取合適工藝制備出的鋁基B4C復(fù)合材料,具有更高的比強(qiáng)度,耐磨性,并且具備中子吸收能力,是集結(jié)構(gòu)與功能一體化的復(fù)合材料。
　　 本文對粉末冶金法制備B4C/6061Al復(fù)合材料的熱壓、軋制工藝進(jìn)

2、行了探索,分析了表面裂紋、邊裂、分層、中間開裂等軋制缺陷的產(chǎn)生原因。利用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、x射線衍射、能譜分析等對B4C/6061Al復(fù)合材料板材的組織和斷口形貌進(jìn)行觀察和分析。在顆粒增強(qiáng)相B4C質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的情況下,研究顆粒尺寸對B4C/6061Al復(fù)合材料軋制板材抗拉強(qiáng)度的影響。主要研究結(jié)果表明:
　　 1.對鋁套內(nèi)的預(yù)壓坯料在400℃下抽真空,600℃下進(jìn)行熱壓,成功制備了B4C含量為30wt％,尺寸為240×300×

3、30mm3的方形坯料,且制備的復(fù)合材料坯料組織均勻,B4C顆粒均勻分布于基體內(nèi)。
　　 2.30wt%B4C/6061Al板材軋制試驗表明,初軋時應(yīng)盡量進(jìn)行交叉軋制,然后再進(jìn)行單向軋制,開軋溫度為450℃,終軋溫度為370℃。前三道次的壓下量在10%～15%之間,中間道次的壓下量為20%～25%,在復(fù)合材料的變形程度大于70%后,復(fù)合材料致密度達(dá)到99.39%,進(jìn)一步軋制不會使致密度發(fā)生變化。
　　 3.B4C/6061

4、Al復(fù)合材料板材經(jīng)軋制后,組織均勻,基體內(nèi)出現(xiàn)破碎的B4C顆粒,顆粒尺寸減小,顆粒尖角呈鈍化趨勢。隨著軋制變形量的增加,復(fù)合材料內(nèi)部孔隙的愈合變得明顯,宏觀表現(xiàn)為致密度增加。復(fù)合材料的致密度與其在板材中的分布位置有關(guān),中間試樣密度稍大,板材邊緣試樣密度略小。
　　 4.在研究6061鋁合金基體中B4C的分布及界面結(jié)合的特點(diǎn)和強(qiáng)化機(jī)制的基礎(chǔ)上,比較了不同粒度的B4C對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響,結(jié)果表明:隨著B4C顆粒尺寸的減小,板材