简介:Inthisstudy,Almatrixcompositesreinforcedby7.5and15vol.%B4CparticlesandalsomonolithicAl(AlwithouttheB4Cparticles)wereproducedbywetattritionmillingandsubsequenthotforwardextrusionprocesses.Themicrostructureofthecomposites,evaluatedbyscanningelectronmicroscopy(SEM),showedthattheB4CparticleswereproperlydistributedintheAlmatrix.MechanicalpropertiesoftheAI/B4CcompositesandmonolithicAlwereinvestigatedbytensile,wearandhardnesstests.TheresultsrevealedthatwithincreasingcontentofB4Cparticles,thetensilestrengthandmicrohardnessofcompositesincreasedbuttheelongationdecreased.Inaddition,thetensilestrengthandmicrohardnessofcompositesampleswerehigherthanthoseofmonolithicAl.ThedensitymeasurementsrevealedthatthedensityofcompositesdecreasedwithincreasingcontentoftheB4Cparticles.
简介:基于轻质、高强和耐磨等诸多优势,铝基碳化硼复合材料已成为集结构/功能一体化的新型材料。本文采用粉末冶金及轧制方法,制备出厚度3.5mm、碳化硼质量分数为33%的B4C/Al复合材料板材,并对其疲劳性能和断裂机制进行分析。在1×107循环次数下,铝基碳化硼复合材料板材的疲劳强度达到110MPa。采用SEM对疲劳断口进行观察,结果表明B4C/Al复合材料疲劳断口可清楚的看到裂纹的萌生、扩展和失稳断裂的典型特征,但存在多种形式的疲劳启裂源。疲劳裂纹扩展路径取决于裂纹尖端塑性区的半径和B4C颗粒的间距大小,当增强颗粒的间距小于塑性区半径时,裂纹主要沿着颗粒的连接界面或断裂的碳化硼颗粒扩展,当增强颗粒的间距大于塑性区半径时,有利于裂纹尖端钝化,减缓裂纹的扩展和方向改变。
简介:采用粉末冶金快速热压法制备B4C/Al中子吸收材料,对其进行T6态热处理,通过对材料的密度、硬度与抗弯强度等性能的测试以及材料微观组织、物相组成和弯曲断口形貌的观察与分析,研究成形压力、热压压力与温度以及B4C颗粒含量的影响。结果表明,B4C/Al复合材料的物相组成为Al和B4C;B4C颗粒均匀地镶嵌在基体中,颗粒与基体结合紧密。材料密度随压制压力增加而增大,随B4C含量增加而降低,在热压压力和温度共同作用下,铝合金液充分填充压坯孔隙从而实现高致密。当B4C的质量分数为30%时,在150MPa预成形压力下压制、530℃/10MPa条件下热压后所得B4C/Al复合材料的相对密度最高,达到99.87%,断裂方式为韧性断裂。经T6态热处理后,硬度HB和抗弯强度均提高,分别达到123.49和394.117MPa,断裂方式转变为脆性断裂。
简介:Theroleofnano-SiO2andultra-fineboroncarbideonthepropertiesofalumina-graphitematerialswasinvestigated.Thestudyshowedthattheultra-fineboroncarbideaddedmodifiedthemicrostructureofresidualcarbonandpromotedthechemicalbondbetweenresidualcarbonfromphenolicresinandflakegraphite.Thecarbonwhitecouldstrengthentheresidualcarbonfromphenolicresin.ThesetwoadditivesimprovedthemechanicalpropertiesofAGrefractoriesatbothroomtemperatureandhightemperature,andthermalshockresistancewasimprovednoticeably.Whenthetwoadditivesweredopedtogether,carbonwhitecouldretardtheevaporationofB2O3.Thermalshockresistancewasguaranteedwithasmalleramountofultrafineboroncarbide.
简介:通过电化学分析与测试,研究B4C体积分数分别为20%、30%、40%的B4C/Al基复合材料及其基体合金(6061铝合金)在不同浓度及不同温度的硫酸溶液中的腐蚀行为。由动态极化曲线和阻抗谱得到相应的电化学参数,并利用阻抗分析软件对该复合材料和基体合金腐蚀过程的等效电路进行模拟,分析腐蚀机理,通过Arrhenius方程计算腐蚀过程中B4C/Al基复合材料与6061铝合金的反应活化能,并分析两者的焓变与熵变,对腐蚀前后2种材料界面的微观结构进行观察。结果表明:B4C/Al基复合材料在硫酸溶液中的腐蚀速率随B4C颗粒含量增加而增大,基体铝合金在硫酸中的耐腐蚀性能高于B4C/Al基复合材料。B4C/Al基复合材料和基体铝合金在硫酸中的腐蚀速率都随硫酸溶液浓度增加而增大;当溶液温度升高时,二者的腐蚀速率都快速增加。B4C/Al基复合材料和Al基体合金在硫酸溶液中的腐蚀都表现为明显的点蚀。铝基体材料在硫酸溶液中的反应活化能大于B4C/Al基复合材料,计算所得活化焓与活化熵的值均表明复合材料的腐蚀反应比基体合金更容易进行,因而遭受腐蚀更严重。
简介:研究热挤压Al5083/B4C纳米复合材料的显微组织表征和力学行为。Al5083和Al5083/B4C粉末在氩气气氛和旋转速度400r/min条件下球磨50h。为提高伸长率,将球磨粉末与30%和50%(质量分数)平均粒径>100μm和<100μm未球磨粉末进行混合,然后进行热压和热挤压,挤压比为9:1。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱、透射电子显微镜、拉伸和硬度测试研究了热挤压合金。结果表明,机械球磨和B4C颗粒使Al5083合金的屈服强度从130MPa提高至560MPa,但伸长率急剧下降(从11.3%降至0.49%)。添加平均粒径<100μm未球磨颗粒可提高合金的塑性但降低拉伸强度和硬度,而添加平均粒径>100μm未球磨颗粒同时降低拉伸强度和塑性。随着未球磨颗粒含量的增加,断裂机理从脆性断裂转变为韧性断裂。
简介:基于刀具磨损和钻孔尺寸误差等多个性能指标,对B4C颗粒增强铝合金切削加工参数进行评估和优化。通过Taguchi的L27,3水平4因子正交阵列进行实验设计。研究结果表明:磨粒磨损和积屑瘤一般在刀具磨损时形成,同时,边角磨损也具有重大意义。影响切削刀具的侧面磨损主要决定因素是合金中的颗粒质量分数,其次分别是进给速率、钻头的硬度和主轴转速。在所有使用的刀具中,有TiAlN涂层的硬质合金钻头在刀具磨损以及孔尺寸方面具有最佳性能。灰关系分析表明:钻头材料的影响比进给速度和主轴转速的影响更大。在最佳的钻探参数下可以得到最小的刀具磨损和孔直径误差。
简介:Hexagonplate-likeAl8B4C7powdersweresuccessfullysynthesizedusingamixtureofdiborontrioxide,activatedcarbonandaluminumoraluminabyacarbothermalreductionprocess.TheeffectofAlsourceandstartingmaterialsadditionsonsynthesisofAl8B4C7wasinvestigated.ThephasecompositionandmicrostructureofAl8B4C7powderwerecharacterizedbymeansofXRD,SEMandEDS.ThemainphasecompositionsoftheproductssynthesizedfromAl,B2O3andactivatedcarbonareAl8B4C7andAl2OC.Al2O3canreplaceAltosynthesizeAl8B4C7.Al8B4C7grainssynthesizedfromAl2O3,B2O3andactivatedcarbonarehexagonplate-likeandhaveathicknessof10μmandasizeofabout100μm.