SiCP/Al-Cu復合材料動態再結晶行為及臨界條件

郝世明, 謝敬佩, 劉洧寧, 符慧平， 劉佳斌

(1．河南科技大學 物理工程學院，河南 洛陽 471023；2．河南科技大學 材料科學與工程學院，河南 洛陽 471023)

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SiCP/Al-Cu復合材料動態再結晶行為及臨界條件

郝世明1, 謝敬佩2, 劉洧寧1, 符慧平1， 劉佳斌1

(1．河南科技大學 物理工程學院，河南 洛陽 471023；2．河南科技大學 材料科學與工程學院，河南 洛陽 471023)

利用Gleeble-1500D熱模擬試驗機對40%SiCP/Al-Cu復合材料進行壓縮實驗，研究其在溫度為350～500 ℃、應變速率為0.01～10 s-1條件下的高溫塑性變形行為。由實驗得出變形過程中的應力-應變曲線，采用加工硬化率處理方法對應力-應變數據進行處理，結合lnθ-ε曲線的拐點和(-?(lnθ)/?ε)-ε曲線最小值的判據，研究該復合材料動態再結晶臨界條件。結果表明：40%SiCP/Al-Cu復合材料的應力-應變曲線主要以動態再結晶軟化機制為特征，峰值應力(σp)隨變形溫度的降低或應變速率的升高而增加；該材料的lnθ-ε曲線出現拐點，(-?(lnθ)/?ε)-ε曲線出現最小值；臨界應變(εc)隨變形溫度的升高與應變速率的降低而減小，且臨界應變與峰值應變(εp)之間具有相關性，即εc=0.528εp；臨界應變與Zener-Hollomon參數(Z)之間的函數關系為εc=4.58×10-3Z0.09。透射電鏡觀察顯示應變為0.06時(變形溫度為400 ℃， 應變速率為10 s-1)已經發生動態再結晶，應變為0.2時，動態再結晶晶粒充分長大。

SiCP/Al-Cu復合材料；熱變形；加工硬化率；動態再結晶；臨界條件；顯微組織

顆粒增強鋁基復合材料是一種密度低、比強度高、膨脹低、比硬度高及導熱性能好的材料，在航空航天領域有廣泛的應用前景[1-2]。體積分數為35%甚至更高的碳化硅顆粒增強鋁基復合材料具有與鋼材接近的低熱膨脹系數、更好的尺寸穩定性、比鋁合金和鈦合金高1倍的比剛度，被譽為繼鋁合金和鈹合金后“第3代航空航天慣性器件材料”[3]。……