高新金屬材料(19):影響原位鋁基復(fù)合材料蠕變性能的因素
2020年09月01日 9:3 34040次瀏覽 來源: 中國有色金屬報 分類: 新材料前沿 作者: 王祝堂
圖(a)是在523K時,對原位體積分?jǐn)?shù)5%Al2O3/6063 A1復(fù)合材料施加不同應(yīng)力的蠕變曲線。此圖顯示,外加應(yīng)力增加時,蠕變曲線雖然保持著三階段持點,但整個蠕變過程縮短。應(yīng)力狀態(tài)對第三階段的影響最大,若應(yīng)力為50MPa,第二階段持續(xù)時間較長,蠕變曲線平緩;外應(yīng)力增加時,第二階段持續(xù)時間,蠕變曲線也變得陡峭;當(dāng)外應(yīng)力上升到90MPa時,蠕變曲線僅在第二階段轉(zhuǎn)折一下,便很快平穩(wěn),進(jìn)入第三階段。
圖(b)是在應(yīng)力為50MPa不同溫度時的蠕變曲線。可見,隨首蠕變溫度的下降,蠕變過程延長,在蠕變溫度623K時,蠕變第二階段持續(xù)了很短時間便發(fā)生脆性斷裂;若降低實驗溫度,第二階段持續(xù)便大大延長;實驗溫度為523K時,蠕變曲線變得平平緩緩,第二階段可持續(xù)幾十小時。
圖(c)為穩(wěn)態(tài)蠕變速率與外加應(yīng)力的關(guān)系。由圖可見,隨著實驗溫度的升高,復(fù)合材料的穩(wěn)態(tài)蠕變速率明顯上升。在相等應(yīng)力時,溫度每升高50K,穩(wěn)態(tài)蠕變速率增1個數(shù)量級至2個數(shù)量級,也就是說,溫度對材料的抗蠕變能力影響甚大。溫度越高,斷裂前應(yīng)力作用的時間越長,伸長率越低。這說明在長時間的高溫恒載荷條件下,復(fù)合材料在比屈服強(qiáng)度低很多的應(yīng)力作用下即可發(fā)生緩慢而連續(xù)的塑性變形,高溫使用性能大大下降,因此,不能僅評Al2O3/6063 A1復(fù)合材料的短時高溫強(qiáng)度作為高溫使用性能的評據(jù)。
圖(d)為在523K時,顆粒體積分?jǐn)?shù)為5%、7%的原位Al2O3/6063 A1復(fù)合材料的穩(wěn)態(tài)蠕變速率與外加應(yīng)力的關(guān)系。溫度相同時,蠕變速率的變化趨勢大體相同,而提高增強(qiáng)體顆粒Al2O3分?jǐn)?shù),穩(wěn)態(tài)糯變速率下降約1個數(shù)量級,說明Al2O3顆粒體積分?jǐn)?shù)對Al2O3/6063 A1復(fù)合材料蠕變能力有相當(dāng)大的影響。
圖(e)表示Al2O3體積分?jǐn)?shù)在523K、573K、623K時,復(fù)合材料的斷裂壽命與外加應(yīng)力的關(guān)系。由圖可見,溫度相同時,顆粒體積分?jǐn)?shù)越高,復(fù)合材料壽命越長;若外加應(yīng)力相等,提高Al2O3粒子的體積分?jǐn)?shù)也可以較長地延長復(fù)合材料壽命,也就是說,原位顆粒增強(qiáng)體Al2O3可在相當(dāng)大的程度上提高復(fù)合材料抗蠕變能力。
責(zé)任編輯:淮金
如需了解更多信息,請登錄中國有色網(wǎng):m.gzjcgq.com了解更多信息。
中國有色網(wǎng)聲明:本網(wǎng)所有內(nèi)容的版權(quán)均屬于作者或頁面內(nèi)聲明的版權(quán)人。
凡注明文章來源為“中國有色金屬報”或 “中國有色網(wǎng)”的文章,均為中國有色網(wǎng)原創(chuàng)或者是合作機(jī)構(gòu)授權(quán)同意發(fā)布的文章。
如需轉(zhuǎn)載,轉(zhuǎn)載方必須與中國有色網(wǎng)( 郵件:cnmn@cnmn.com.cn 或 電話:010-63971479)聯(lián)系,簽署授權(quán)協(xié)議,取得轉(zhuǎn)載授權(quán);
凡本網(wǎng)注明“來源:“XXX(非中國有色網(wǎng)或非中國有色金屬報)”的文章,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不構(gòu)成投資建議,僅供讀者參考。
若據(jù)本文章操作,所有后果讀者自負(fù),中國有色網(wǎng)概不負(fù)任何責(zé)任。