深冷处理对15%SiCp/2009铝基复合材料 组织与力学性能的影响

潘 冉， 刘宝胜， 曾元松， 曲海涛， 王 东， 慕延宏

(1. 中国航空制造技术研究院， 北京 100024; 2. 中国科学院 金属研究所， 辽宁 沈阳 110016)

随着我国航空业的发展，飞行器大型整体制造已成为了航空制造业的主要发展趋势之一。因此，大型复杂承力结构件，如组成机翼结构的肋缘梁、直升机旋翼系统、倾斜器斜盘等整体制造技术得以发展[1-2]。颗粒增强铝基复合材料以其优异的高比刚度、比强度、耐高温和耐磨损等特点逐步取代部分2×××、7×××系航空铝合金，成为大型复杂承力结构件主要材料之一[3]。为应对航空主承力件越来越高的性能需求，研究人员一方面探究关于增强相种类、尺寸、体积比以及对应的铝合金基化学成分等制备工艺来改善复合材料性能，另一方面也从材料制造与热处理工艺角度来考虑如何进一步提升材料性能。

作为一种绿色低成本的一次性永久性处理工艺，深冷处理(Cryogenic treatment,CT)可以改善材料的综合性能，比如铝合金、钛合金和钢铁等材料[4-6]。在该工艺中，经固溶和淬火处理后被匀速冷却到-196 ℃，并在该温度下保持一段时间后恢复至室温或时效温度。类似于钢铁材料中奥氏体向马氏体转变的机制[7]，深冷处理时铝基材料的析出强化行为是优化其性能的关键作用之一。陈鼎、钱士强等[8-9]的研究显示对经固溶淬火处理的2×××、7×××系航空铝合金，长时间的深冷处理可促进材料的析出强化，提升材料的强度。截至目前，有研究已发现，颗粒增强铝基复合材料的析出动……