加工道次对FSP 制备高熵合金增强铝基复合材料组织和性能的影响
2022-07-13李鹏廉润康马超群董红刚
李鹏,廉润康,马超群,董红刚
(大连理工大学,大连,116024)
0 序言
颗粒增强铝基复合材料(particulate reinforced aluminum matrix composites,PRAMCs) 因其轻质、高强和高韧的突出特点得到广泛关注,成为实现现代交通运输和航空航天等领域关键零部件轻量化的重要基础材料,也被称为21 世纪最具有发展前途的先进材料之一[1-2].目前,颗粒增强铝基复合材料的制备工艺主要有搅拌铸造法、粉末冶金法、放电等离子烧结法以及搅拌摩擦加工等[3].其中,搅拌摩擦加工(friction stir processing,FSP)是在搅拌摩擦焊技术基础上开发的一种新型固态加工技术,将材料塑性加工及热处理结合于一体,从而实现晶粒细化、性能强化及结构均匀化[4],在制备复合材料方面已得到广泛应用.
近年来,陶瓷颗粒作为FSP 制备铝基复合材料的增强相得到广泛研究.Kurt 等人[5]利用FSP 将SiC颗粒掺入商用纯铝中,形成SiC/Al 颗粒增强表面复合层.结果发现,增加转速和行进速度均可使SiC颗粒分布更加均匀.Devaraju 等人[6]采用FSP 方法制备得到(SiC+Al2O3)/6061Al 复合材料,发现硬质SiC 和Al2O3颗粒作为增强相产生了钉扎效应,使复合材料硬度显著提升,但Al2O3与基体的润湿性差,颗粒周围存在微孔,导致复合材料拉伸性能下降.陶瓷颗粒可以显著提高材料的强度及耐磨性,但硬质陶瓷颗粒与基体界面相容性差,往往伴随着复合材料延展性和韧性的下降,同时由于难以进行机械加工,特别是焊接性较差,从而制约了其在工程中的应用推广[7].高熵合金(high entropy alloy,HEA)作为一种新型合金,“四大核心效应”赋予了其高强度、高硬度、良……
