B4C/Al-Al层状复合材料的微观组织与力学性能

陈洪胜，王文先，李宇力，聂慧慧, 2，王保东



B4C/Al-Al层状复合材料的微观组织与力学性能

陈洪胜1，王文先1，李宇力1，聂慧慧1, 2，王保东3

(1. 太原理工大学材料科学与工程学院，新材料界面科学与工程省部共建教育部重点实验室，太原 030024；2. 山西煤炭管理干部学院，晋中 030600；3. 山西中通高技术有限责任公司，晋中 030800)

以6061Al合金板为包覆材料，以B4C/Al材料作为中间层，采用粉末冶金法制备三明治结构的B4C/Al-Al层状复合板，进一步轧制成不同厚度的板材。对复合板的微观形貌与结构进行观察和分析，测试材料的抗拉强度和硬度，分析断裂机理。结果表明：B4C/Al-Al层状复合板的Al合金层和B4C/Al层之间界面结合良好，在B4C/Al层中B4C颗粒均匀分布在Al合金基体中；复合材料的硬度呈“馒头峰”分布，中间层的硬度大于包覆层的硬度；随板材轧制厚度减小，复合材料的抗拉强度提高，最大抗拉强度达205 MPa，与轧向呈0°，45°和90°这3个方向的抗拉强度相差不大，拉伸过程中的温升差约为2 ℃；B4C颗粒的加入对Al合金基体起到强化作用，断裂过程中的失效形式主要为颗粒/基体界面脱粘和铝合金的撕裂。

粉末冶金；B4C/Al-Al；层状复合；微观组织；界面脱粘

金属基复合材料(metal matrix composites)具有良好的力学性能和热稳定性以及耐磨耐腐蚀性能，广泛应用于航空航天、核电军工和汽车电子等工业领 域[1−2]。目前，用于颗粒增强体的硬质颗粒有SiC，Al2O3，B4C和TiB2等[3−4]，其中B4C颗粒被称为“黑色玫瑰”，是继金刚石和立方氮化硼后第三硬的材 料[5]。B4C颗粒除了兼顾其它陶瓷所拥有的性质外，还是良好的中子吸收体，可用于中子屏蔽领域[6]。……