非晶增强铝基复合材料的微观结构及腐蚀性能.pdf

第４３卷２０１５年３月第３期—第６７７１页材料工ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ程ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏ１．４３Ｎｏ．３—Ｍａｒ．２０１５ＰＰ．６７７１非晶增强铝基复合材料的微观结构及腐蚀性能ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＣｏｒｒｏｓｉｏｎＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＡｌｕｍｉｎｕｍＭａｔｒｉｘＣｏｍｐｏｓｉｔｅＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄｗｉｔｈＡ１一ｂａｓｅｄＡｍｏｒｐｈｏｕｓ刘鹏，李士凯。，张元彬，刘燕（１山东建筑大学材料科学与工程学院，济南２５０１０１；２山东劳动职业技术学院，济南２５００２２）——ＬＩＵＰｅｎｇ，ＬＩＳｈｉｋａｉ。，ＺＨＡＮＧＹｕａｎｂｉｎ，ＬＩＵＹａｎ（１ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｄｏｎｇＪｉａｎｚｈｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ２５０１０１，Ｃｈｉｎａ；２ＳｈａｎｄｏｎｇＬａｂｏｒＶｏｃａｔｉｏｎａｌａｎｄＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｊｉｎａｎ２５００２２，Ｃｈｉｎａ）摘要：利用扫描电镜（ＳＥＭ）、透射电镜（ＴＥＭ）及电化学腐蚀等测试手段对搅拌摩擦加工制备获得的新型非晶增强铝基复合材料的微观组织结构及腐蚀性能进行实验研究。实验结果表明，新型非晶增强铝基复合材料呈现典型的层状结构，——且组织呈现一定的纳米级的超细晶结构，主要由ａＡ１及Ａｌ非晶结构组成的并伴有Ａ１一ＣｕＭｇ系析出相存在，与母材相比抗拉强度得到了较大的提高，而添加非晶形成的复合材料的电化学腐蚀性能相比未添加非晶基体材料加工后的腐蚀性能有所提高，但两种加工条件下材料的抗腐蚀性能均低于母材。关键词：搅拌摩擦加工；金属基复合材料；微观组织；腐蚀；电子衍射—ｄｏｉ：１０．１１８６８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１４３８１．２０１５．０３．０１２中图分类号：ＴＢ３３１文献标识码：Ａ—文章编号：１００１－４３８１（２０１５）０３００６７－０５—Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｎｏｖｅｌＡ１一ｂａｓｅｄａｍｏｒｐｈｏｕｓｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄａｌｕｍｉｎｕｍｍａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄｂｙｆｒｉｃｔｉｏｎｓｔｉｒｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（ＦＳＰ）ｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂｙｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎ—ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＳＥＭ），ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＴＥＭ）ａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｒｒｏｓｉｏｎｔｅｓｔｍｅｔｈ—ｏｄｓ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｅｘｈｉｂｉｔｓｔｈｅｔｙｐｉｃａｌｌａｙｅｒｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈａｃｏｍｂｉｎａ—ｔｉｏｎｏｆｔｈｅｂａｓｅｍｅｔａｌａｎｄｔｈｅａｍｏｒｐｈｏｕｓｓｔｒｉｐｖｉａｔｈｅＦＳＰ，ａｎｄｓｈｏｗｓａｌａｒｇｅａｍｏｕｎｔｏｆｎａｎｏｓｉｚｅｄｕｌ———ｔｒａｆｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｈｉｃｈａｒｅｍａｉｎｌｙｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｔｈｅＡ１ａｎｄＡ１ａｍｏｒｐｈｏｕｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈＡ１一ＣｕＭｇｓｅｒｉｅｓｐｒｅｃｉｐａｔｅｄｐｈａｓｅｅｘｉｓｔｉｎｇｉｎｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅ．Ｔｈｅｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄａｌｏｔ—ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｂａｓｅｍｅｔａ１．Ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｒｒｏｓｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｗｉｔｈａｍｏｒ—ｐｈｏｕｓｓｔｒｉｐｉｓａｌｓｏｉｍｐｒｏｖｅｄｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈａｔｗｉｔｈｏｕｔａｍｏｒｐｈｏｕｓｓｔｒｉｐ，ｂｕｔ，ｉｎｂｏｔｈｃａｓｅｓ，ｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｂｅｂａｖｉｏｕｒｉＳｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈｅｂａｓｅｍｅｔａ１．—Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｒｉｃｔｉｏｎｓｔｉｒｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｍｅｔａｌｍａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅ，ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ，ｅｌｅｃｔｒｏｎｄｉｆｆｒａｃｔｊｏｎ搅拌摩擦加工技术（ＦＳＰ）是基于搅拌摩擦焊工艺（ＦＳＷ）而发展的一种新型材料加工、制备工艺＿ｌ１］。搅拌摩擦加工过程中，材料将经历强烈的塑性变形、流动以及高的搅拌摩擦热等过程，进而会导致材料组织结构的改变。目前，搅拌摩擦加工技术已成功应用于金属基复合材料（ＭＭＣｓ）的制备方面，增强材料多采用粉末状、颗粒状或某些特殊功能材料，例如ＳｉＣ、ｓｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３以及碳纳米管（ＭＷＣＮＴｓ）等Ｊ。但至今有关将非晶合金材料作为增强材料，并利用搅拌摩擦加工技术制备金属基复合材料的报道较少。非晶合金具有许多显著的特性，例如高强度、高硬度以及高的耐磨性等］，因此，将非晶合金作为增强材料，通过搅拌摩擦加工特殊的物理及力学过程，将会得到一种新型的、具有一定强度的金属基复合材料。最近，一些研究者利用搅拌摩擦加工技术对大块非晶进行了组织结构改性方面的研究＿８］，其中涉及有关搅拌摩擦加工导致非晶合金晶化等方面的一些研究。而非晶材料作为增强材料进行搅拌摩擦加工，其组织结构的演变及对基体材料组织性能的影响将更为复杂，目前该方面的研究还相对较少，该研究具有十分重要的科学意义。本研究利用金相、抗拉强度实验、ＳＥＭ、ＴＥＭ及