Si含量对Al-Cu-Si复合材料组织及性能的影响

• Published in: 功能材料 Vol. 52; no. 10; pp. 10116 - 10120
• Main Authors: 孟秋燕, 梁玉霞, 贾瑞红, 赵利军, 白硕
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 河北工程技术学院 土木工程学院,石家庄 050000 30.10.2021
• Subjects: Si含量;Al-Cu-Si复合材料;布氏硬度;力学性能;晶粒尺寸
• ISSN: 1001-9731
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-9731.2021.10.016

TB333; 通过调整Si元素的含量,制备出一系列不同Si含量(0,0.3％,0.6％和0.9％质量分数)的Al-Cu-Si复合材料,研究了Si含量对Al-Cu-Si复合材料的硬度、断口形貌及力学性能的影响.结果表明,在引入Si元素后,所有复合材料的布氏硬度均得到了显著提高,且硬度随着Si掺量的增加而增加,当Si含量为0.9％(质量分数)时,硬度达到最大值为60.2 HB;随着Si元素的引入,Al-Cu-Si复合材料的抗拉强度和抗压强度均得到了提高,且随着Si含量的增加呈现出先升高后降低的趋势,在Si含量为0.6％(质量分数)时,试样的抗拉强度和抗压强度均达到了最大值,分别为143.5和327.1 MPa;随着Si含量的增加,复合材料的延伸率持续下降,但当Si含量>0.6％(质量分数)后,延伸率的下降幅度开始降低;Al-Cu-Si复合材料的冲击韧性在引入Si元素后得到了明显的提高,且随着Si含量的增加,冲击韧性呈现出先升高后略微降低的趋势,在Si含量为0.6％(质量分数)时,冲击韧性达到了最大值为30.4 J/cm2;SEM分析发现,未掺杂Si元素的Al-Cu基复合材料的晶粒尺寸约为40μm,在引入Si元素后,试样的晶粒尺寸得到了明显的细化,由块状逐渐转化为条状颗粒,合金的组织更加均匀.整体分析可知,Si元素的掺量为0.6％(质量分数)时,Al-Cu-Si复合材料的综合性能最佳.