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Indexed by:会议论文

Date of Publication:2012-05-16

Page Number:47

Key Words:半连续铸造;层状复合材料;热轧

Abstract:B4C陶瓷具有密度低、硬度高、化学稳定性好等优点，在装甲防弹领域得到广泛应用。但 是单一B4C陶瓷断裂韧性很低，从而限制了应用。为了改善B4C陶瓷的韧性，金属钛、铜、镁、 铝等与碳化硼的复合材料受到研究人员的普遍关注。其中，金属Al具有韧性好，而且密度与B4C 相近，因此Al与B4C的复合材料成为研究的热点。本论文采用半连续铸造法与热轧相结合的工艺提出了一种全新的金属陶瓷层状复合材料的 制备方法，该复层材料的外层为金属Al，中间为B4C陶瓷颗粒增强的Al基复合材料。这种材料 结合了陶瓷颗粒增强的金属基复合材料和层状复合材料的优点，可利用外层金属Al的韧性及延 展性来满足装甲材料对抗冲击性能的要求，利用B4C陶瓷材料的高硬度、高弹性模量来满足装 甲要求的抗侵彻能力，满足了装甲要求；此外，外层金属的良好韧性和可焊接性使它具有广阔 的发展前景。实验在自制的半连续铸造装置上进行，采用不锈钢结晶器，内外层之间通过环形不锈钢挡 板隔开。实验所用的原材料为工业纯铝锭、工业铝粉和B4C粉（72μm）。外层的纯铝在电阻炉 中熔化。为了铸造过程的顺利进行，铸造的工艺参数只能在一定范围内调整。实验的工艺流程 如下：成分设计—熔炼除渣—浇注—半连续铸造—取样。将得到的铸锭在200型轧机上进行多道 次的热轧处理，得到最终的层状复合材料样品。使用线切割机切割成尺寸为10mm×10mm×5mm 的试样，经磨制、抛光、腐蚀后,进行检测。采用日本岛津公司XRD-6000型X射线衍射仪测定产物的相组成，测试条件为Cu靶Kα 辐 射，工作电压为40 kV。采用日本电子生产的JSM-5600LV型扫描电子显微镜上观察试样中间层、 界面处和切断断口的显微形貌，并结合电子探针进行微区成分分析。采用显微维氏硬度计测定 试样的显微硬度，负载为1kg，加载时间为5s。实验结果表明：样品中主要相组成为Al 与B4C。 通过对样品各部分的成分测定、微观组织观察以及力学性能测试表明使用半连续铸造法与热轧 法结合制备金属陶瓷层状复合材料具有操作上的可行性。