超声化学原位合成(Al3Zr+ZrB2)/A356复合材料的力学行为

摘要

利用超声化学熔体原位反应技术合成颗粒增强(Al3Zr+ZrB2)/A356复合材料,通过SEM原位拉伸实验及其断裂表面研究分析复合材料的断裂行为.结果表明,复合材料的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到403.61 MPa、343.98 MPa和8.9%,较未施加超声作用的复合材料分别提高16.09%、12.9%和32.83%;复合材料的室温拉伸断口SEM形貌表现出明显的韧窝断裂特征,为塑性断裂.裂纹的萌生机制主要有基体在滑移过程中的位错作用机制、内生Al3Zr和ZrB2颗粒脱落或破碎形成的空穴成核机制和基体缺陷诱发机制;由于内生增强颗粒微观分布上的不均匀性,当主裂纹扩展前方遇到颗粒密集区时,其扩展方向偏向颗粒贫化区,绕过颗粒密集区,并沿颗粒富集区与贫化区的界面向前扩展、延伸,形成宏观裂纹.