CN109182932A - 一种用于改善纳米Al2O3@Al-Cu基复合材料力学性能的热处理方法 - Google Patents

一种用于改善纳米Al2O3@Al-Cu基复合材料力学性能的热处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109182932A
CN109182932A CN201810997586.1A CN201810997586A CN109182932A CN 109182932 A CN109182932 A CN 109182932A CN 201810997586 A CN201810997586 A CN 201810997586A CN 109182932 A CN109182932 A CN 109182932A
Authority
CN
China
Prior art keywords
composite material
treatment
based composites
heat treatment
carried out
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810997586.1A
Other languages
English (en)
Inventor
赵乃勤
戎旭东
何春年
师春生
何芳
马丽颖
刘恩佐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin University
Original Assignee
Tianjin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University filed Critical Tianjin University
Priority to CN201810997586.1A priority Critical patent/CN109182932A/zh
Publication of CN109182932A publication Critical patent/CN109182932A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于改善纳米Al2O3@Al‑Cu基复合材料力学性能的热处理方法，包括下列步骤：(1)对复合材料进行固溶处理：将烧结态的Al2O3@Al‑Cu基复合材料表面包覆一层铝箔，将其置于箱式电阻炉中，在520℃的条件下保温6h，然后水冷。(2)对固溶后的复合材料进行时效处理：将固溶处理后的复合材料置于箱式电阻炉中进行时效处理，时效处理温度120℃，时效处理时间1‑24h。

Description

一种用于改善纳米Al2O3@Al-Cu基复合材料力学性能的热处理 方法
技术领域
本发明涉及到一种利用热处理的方式提高纳米Al2O3@Al-Cu基复合材料力学性能的方法，属于材料热处理技术领域。
背景技术
铝合金基复合材料与纯铝基复合材料相比，由于基体内部含有较多的金属间化合物，因此具有更优异的比强度和比模量，因而以铝合金为基体的复合材料今年来也被广泛应用于民用、军用等领域。在以铝合金为基体的复合材料体系中，需要对复合材料进行热处理，以实现合金基体内部金属间化合物回溶-再析出的过程。通过固溶-时效技术手段可以在基体内部获得弥散分布、具有较高长径比的析出相，有利于进一步获得综合力学性能较好的复合材料。
固溶-时效这一热处理流程广泛应用于铝合金或以铝合金为基体的材料领域。针对不同的材料体系，需要采用不同的热处理工艺。在固溶处理过程中，铝合金中在烧结过程中最初形成的粗大第二相会重新回溶到铝基体之中，通常情况下，随着固溶温度的提升，合金元素重新回溶的效果越充分，越有利于材料的均匀化。但是固溶温度过高或固溶时间过长，也会导致铝合金发生晶界过烧等现象，导致复合材料力学性能的极具恶化。固溶处理后，再随后的时效处理过程中，材料中的合金元素由于溶解度的降低会从铝基体中重新析出，并与铝基体形成金属间化合物。通过时效析出过程，可以在铝基体中有效获得弥散分布析出相。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改善纳米Al2O3@Al-Cu基复合材料力学性能的热处理方法。该方法能够在复合材料基体中获得弥撒分布的，具有较高长径比的金属间化合物，从而有效提升复合材料的屈服强度和抗拉强度。为实现上述目的，本发明通过以下技术方案加以实施：
一种用于改善纳米Al2O3@Al-Cu基复合材料力学性能的热处理方法，包括下列步骤：
(1)对复合材料进行固溶处理
将烧结态的Al2O3@Al-Cu基复合材料表面包覆一层铝箔，将其置于箱式电阻炉中，在520℃的条件下保温6h，然后水冷。
(2)对固溶后的复合材料进行时效处理
将固溶处理后的复合材料置于箱式电阻炉中进行时效处理，时效处理温度120℃，时效处理时间1-24h。
热处理机理：固溶处理过程中，可以使复合材料在烧结过程中得到的粗大第二相充分回溶到铝基体中去，同时实现合金元素的均匀化，同时通过快速冷却，获得过饱和固溶体。时效处理过程中，由于铝基体中的合金元素在室温或该时效处理温度下溶解度较低，会以金属间化合物的形式重新从铝基体中析出。
附图说明
图1为热处理前复合材料中金属间化合物的形貌
图2为硬度随固溶时间的变化关系
图3为硬度随时效时间的变化关系
图4为热处理后复合材料中金属间化合物的形貌
图5为热处理后复合材料的工程应力-应变曲线。
具体实施方式
本发明的技术路线如下：
(1)对复合材料进行固溶处理
将烧结态的Al2O3@Al-Cu基复合材料表面包覆一层铝箔(防止其在热处理过程中发生表面氧化)，将其置于箱式电阻炉中，在520℃的条件下保温6h，然后水冷。
(2)对固溶后的复合材料进行时效处理
将固溶处理后的复合材料置于箱式电阻炉中进行时效处理，时效处理温度120℃，时效处理时间1-24h。
(3)对固溶-时效处理后的复合材料进行组织观察和力学性能测试
在透射电子显微镜下，对固溶-时效处理后的复合材料进行组织观察，分析热处理前后析出相的形貌及尺寸变化。对热处理后的复合材料进行室温拉伸试验，获得工程应力-应变曲线。
下面结合实例进一步说明本发明，这些实例只用于说明本发明，并不限制本发明。
实施例1
选取热压烧结后Al2O3@Al-Cu基复合材料作为研究对象，首先在透射电子显微镜中观察金属间化合物的形貌(图1所示)。然后将复合材料表面包覆一层铝箔，将其置于箱式电阻炉中进行固溶处理。固溶处理的温度为520℃，固溶处理的时间为6h，保温结束后，将复合材料快速置于冷水中，使其快速降温。采用显微硬度仪对其进行硬度测试，压力为500N，保压5s，每个试样测量十个硬度点，去掉最大值和最小值，取其余 8个点的平均值，硬度随固溶时间的变化关系如图2所示。将固溶处理后的样品表面包覆一层铝箔，将其置于箱式电阻炉中进行时效处理。时效处理温度为120℃，时效处理时间为24h，保温结束后，将试样置于空气中冷却。采用显微硬度仪对其进行硬度测试，压力为500N，保压5s，每个试样测量十个硬度点，去掉最大值和最小值，取其余8个点的平均值，硬度随时效时间的变化关系如图3所示。在透射电子显微镜下对热处理后的复合材料进行组织观察，其中的金属间化合物形貌如图4所示。
将热处理后的复合材料通过线切割加工为可用于进行拉伸的式样，采用万能拉伸试验机进行拉伸，拉伸速率为0.5mm/min，获得该复合材料的工程应力应变曲线(图5所示)。
实施例2
选取挤压后Al2O3@Al-Cu基复合材料作为研究对象，首先在透射电子显微镜中观察金属间化合物的形貌。然后将复合材料表面包覆一层铝箔，将其置于箱式电阻炉中进行固溶处理。固溶处理的温度为520℃，固溶处理的时间为4h，保温结束后，将复合材料快速置于冷水中，使其快速降温。采用显微硬度仪对其进行硬度测试，压力为500N，保压5s，每个试样测量十个硬度点，去掉最大值和最小值，取其余8个点的平均值，获得硬度随固溶时间的变化关系。将固溶处理后的样品表面包覆一层铝箔，将其置于箱式电阻炉中进行时效处理。时效处理温度为120℃，时效处理时间为18h，保温结束后，将试样置于空气中冷却。采用显微硬度仪对其进行硬度测试，压力为500N，保压5s，每个试样测量十个硬度点，去掉最大值和最小值，取其余8个点的平均值，获得硬度随时效时间的变化关系。在透射电子显微镜下对热处理后的复合材料进行组织观察，其中的金属间化合物形貌如图4所示。
将热处理后的复合材料通过线切割加工为可用于进行拉伸的式样，采用万能拉伸试验机进行拉伸，拉伸速率为0.5mm/min，获得该复合材料的工程应力应变曲线(图5所示)。

Claims (1)

1.一种用于改善纳米Al2O3@Al-Cu基复合材料力学性能的热处理方法，包括下列步骤：
(1)对复合材料进行固溶处理
将烧结态的Al2O3@Al-Cu基复合材料表面包覆一层铝箔，将其置于箱式电阻炉中，在520℃的条件下保温6h，然后水冷。
(2)对固溶后的复合材料进行时效处理
将固溶处理后的复合材料置于箱式电阻炉中进行时效处理，时效处理温度120℃，时效处理时间1-24h。
CN201810997586.1A 2018-08-29 2018-08-29 一种用于改善纳米Al2O3@Al-Cu基复合材料力学性能的热处理方法 Pending CN109182932A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810997586.1A CN109182932A (zh) 2018-08-29 2018-08-29 一种用于改善纳米Al2O3@Al-Cu基复合材料力学性能的热处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810997586.1A CN109182932A (zh) 2018-08-29 2018-08-29 一种用于改善纳米Al2O3@Al-Cu基复合材料力学性能的热处理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109182932A true CN109182932A (zh) 2019-01-11

Family

ID=64916492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810997586.1A Pending CN109182932A (zh) 2018-08-29 2018-08-29 一种用于改善纳米Al2O3@Al-Cu基复合材料力学性能的热处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109182932A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114182082A (zh) * 2021-12-17 2022-03-15 安徽众源新材料股份有限公司 0.05mm超薄铜带的生产方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101386967A (zh) * 2007-09-13 2009-03-18 北京有色金属研究总院 一种颗粒增强铝基复合材料尺寸稳定化处理工艺方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101386967A (zh) * 2007-09-13 2009-03-18 北京有色金属研究总院 一种颗粒增强铝基复合材料尺寸稳定化处理工艺方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114182082A (zh) * 2021-12-17 2022-03-15 安徽众源新材料股份有限公司 0.05mm超薄铜带的生产方法
CN114182082B (zh) * 2021-12-17 2024-01-12 安徽众源新材料股份有限公司 0.05mm超薄铜带的生产方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Choi et al. The effects of cooling rate and heat treatment on mechanical and thermal characteristics of Al–Si–Cu–Mg foundry alloys
CN107641751B (zh) 一种MoNbCrVTi难熔高熵合金及其制备方法
Rudinsky et al. Spark plasma sintering of an Al-based powder blend
CN113373366B (zh) 一种多元难熔高熵合金及其制备方法
Hao et al. Microstructure and mechanical properties of extruded Mg–8.5 Gd–2.3 Y–1.8 Ag–0.4 Zr alloy
CN113020624A (zh) 一种激光立体成形态tc4钛合金的热处理方法
Volkov et al. Effect of alloying with palladium on the electrical and mechanical properties of copper
CN107151755B (zh) 一种制备密排六方结构的高熵合金的方法
CN110438350B (zh) 一种纯钼块材及其制备方法
CN114535478A (zh) 一种超轻高强镁锂合金的旋转模锻制备方法
CN113403520B (zh) 一种三元难熔中熵合金及其制备方法
CN109182932A (zh) 一种用于改善纳米Al2O3@Al-Cu基复合材料力学性能的热处理方法
Middlemas et al. The microstructural engineering of Mo-Si-B alloys produced by reaction synthesis
Rosso et al. Development of industrial components by advanced squeeze casting
Westermann et al. Effect of quenching rate on microstructure and mechanical properties of commercial AA7108 aluminium alloy
CN107190177B (zh) 一种锆钛镍合金及其制备方法
Hieda et al. Effect of oxide particles formed through addition of rare-earth metal on mechanical properties of biomedical β-type titanium alloy
Ahmadi et al. Effects of multiple strengthening treatments on mechanical properties and stability of nanoscale precipitated phases in an aluminum-copper-lithium alloy
Hu et al. Preparation and properties of La-TZM alloy plates
Yuan et al. Microstructure and mechanical properties of a Mg-Sm-Gd-Zn-Zr Alloy processed by heat treatment
CN108504989A (zh) 一种电子束熔丝沉积超细网状结构钛基复合材料的方法
Li et al. Enhanced ductility of in situ synthesized (TiB+ La2O3)/IMI834 composite by TRIPLEX heat treatment
Goto et al. MICROSTRUCTURE AND FATIGUE PROPERTIES OF CU–NI–SI ALLOY STRENGTHENED BY NI 2 SI INTERMETALLIC COMPOUNDS
Papirov et al. Superplasticity of beryllium
Boczkal et al. The Brittleness Of Zn-Cu-Ti Sheet Alloys

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190111

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication