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摘要
活塞是高功率柴油发动机的关键零件之一,在机械负荷与热负荷的共同作用下产生热-机耦合应力,活塞容易产生疲劳失效。针对上述问题,本文以SiC原位生成复合材料活塞为研究对象,运用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、透射电镜(TEM)等多种分析和测试手段,系统地研究了热/机耦作用下铝基材料微观组织和力学性能的演变过程。研究结果表明,350℃时材料出现循环软化现象,复合材料组织中的硅相尺寸会随加热温度、保温时间而发生变化,其原因是随着温度的提高和保温时间的延长,激活硅原子扩散,使多数硅原子扩散到原有硅相表面,使其尺寸明显增大,促使材料的韧性降低。350℃时,材料的韧性增加,裂纹的扩展速度降低,裂纹扩展时会绕过SiC沿基体中扩展,裂纹的偏转引起裂纹的闭合效应,其高温疲劳性能得到显著提高。
