马俊林，李萍，徐杰，王成国，刘雨生

(合肥工业大学材料科学与工程学院，合肥230009)

高压扭转制备SiCp/Al复合材料的断裂行为

马俊林，李萍，徐杰，王成国，刘雨生

(合肥工业大学材料科学与工程学院，合肥230009)

为了研究大塑性变形对颗粒增强复合材料断裂行为的影响规律，在不同高压扭转工艺(high-pressure torsion, HPT)工艺参数下制备SiCp/Al复合材料，测量试样真应力−应变曲线和观察试样的断口形貌，并分析SiC-Al界面的EDS谱。在分析各参数下材料断口形貌和界面原子扩散的基础上，讨论颗粒增强复合材料的断裂机理。研究发现：SiCp/Al复合材料包含韧性断裂和脆性断裂2种性质的断裂，断口韧窝的大小和数量与材料的工艺参数有关；HPT变形可以有效改善SiC颗粒与Al基体的界面连接强度，提高该类材料的断裂性质。基体内气孔和颗粒与基体间孔隙的连接是金属基复合材料的主要断裂机制。

高压扭转；SiCp/Al复合材料；断口形貌；界面；断裂

SiCp/Al复合材料具有比强度高、耐磨性高、热膨胀系数小、成本低等一系列优点[1−3]，被认为是一种较理想的结构材料和功能材料，可广泛应用于航空航天、机械制造等行业[4]。传统制造工艺如铸造、粉末冶金等，制得的复合材料存在致密度不高、SiC颗粒分布不均匀等问题，一般需要二次加工进行改善。高压扭转法(high-pressure torsion，简称为HPT)具有强大的剪切变形能力[5]，相比于传统粉末制备工艺，不仅可以细化基体晶粒，使SiC分布更均匀，同时能较大程度地提高复合材料的致密度，减少孔隙的产生。材料的断裂性质直接影响其力学性能，具有优良断裂韧性的材料强度高、塑性和延展性好。……