攪拌摩擦加工CNTs/7075鋁基復(fù)合材料沉淀相及組織穩(wěn)定性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-03 01:18
本文采用攪拌摩擦加工法(Friction Stir Processing,FSP)制備了碳納米管(Carbon Nanotubes,CNTs)增強(qiáng)7075鋁基復(fù)合材料,通過掃描電鏡(SEM)、能譜(EDS)和電子探針(EMPA)研究了加工態(tài)組織、合金元素及二次相顆粒的演化和分布規(guī)律;通過SEM、X射線衍射(XRD)和透射電鏡(TEM)研究了固溶處理對(duì)復(fù)合材料中二次相回溶及時(shí)效處理對(duì)復(fù)合材料沉淀強(qiáng)化相析出的影響,探討了CNTs添加對(duì)沉淀相析出的影響;采用EBSD分析了熱處理對(duì)復(fù)合材料晶粒尺寸的影響,計(jì)算了其晶粒長大指數(shù)n;測(cè)試和比較了CNTs含量及熱處理對(duì)復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)的影響。研究結(jié)果表明,7075鋁合金在攪拌針的強(qiáng)烈機(jī)械作用下晶粒細(xì)化,以動(dòng)態(tài)再結(jié)晶組織為主,且CNTs的添加可進(jìn)一步細(xì)化晶粒,少數(shù)晶粒尺寸達(dá)到納米級(jí);復(fù)合材料中各元素分布均勻,CNTs的團(tuán)聚隨其含量的增加而明顯。復(fù)合材料固溶處理發(fā)現(xiàn)其最佳固溶溫度為470℃,隨著固溶時(shí)間的增加,復(fù)合材料中二次相顆粒逐漸減少,且在固溶處理前8h內(nèi)二次相顆粒的回溶迅速,隨后趨于平緩。復(fù)合材料固溶后經(jīng)過不同時(shí)間的時(shí)效處理,沉淀相MgZn2數(shù)量...
【文章來源】:南昌航空大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 選題依據(jù)、目的和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展
1.2.1 CNTs增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料
1.2.2 CNTs增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的攪拌摩擦加工制備
1.2.3 鋁基復(fù)合材料的熱處理
1.2.4 鋁基復(fù)合材料的組織穩(wěn)定性
1.3 課題研究的主要內(nèi)容
第2章 試驗(yàn)條件與方法
2.1 試驗(yàn)條件
2.1.1 試驗(yàn)材料
2.1.2 試驗(yàn)設(shè)備
2.2 試驗(yàn)方法
2.2.1 復(fù)合材料的制備
2.2.2 復(fù)合材料的熱處理
2.2.3 復(fù)合材料的顯微結(jié)構(gòu)觀察
2.2.4 復(fù)合材料的性能測(cè)試
2.2.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理
第3章 CNTs/7075鋁基復(fù)合材料組織及沉淀相分析
3.1 CNTs/7075復(fù)合材料顯微組織及二次相分布
3.1.1 CNTs/7075復(fù)合材料顯微組織及元素分布
3.1.2 CNTs/7075復(fù)合材料二次相分布
3.2 固溶處理對(duì)復(fù)合材料二次相回溶的影響
3.2.1 固溶溫度對(duì)復(fù)合材料組織的影響
3.2.2 固溶時(shí)間對(duì)二次相回溶的影響
3.3 時(shí)效處理對(duì)復(fù)合材料沉淀強(qiáng)化相析出的影響
3.3.1 時(shí)效時(shí)間對(duì)沉淀強(qiáng)化相析出的影響
3.3.2 復(fù)合材料中沉淀強(qiáng)化相析出分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 CNTs/7075復(fù)合材料的組織穩(wěn)定性及熱膨脹性能
4.1 熱處理對(duì)復(fù)合材料晶粒尺寸穩(wěn)定性的影響
4.1.1 熱處理對(duì)復(fù)合材料晶粒尺寸的影響
4.1.2 復(fù)合材料晶粒長大指數(shù)n
4.2 CNTs/7075鋁基復(fù)合材料熱膨脹性能
4.2.1 CNTs含量對(duì)復(fù)合材料熱膨脹性能的影響
4.2.2 熱處理對(duì)復(fù)合材料熱膨脹性能的影響
4.3 本章小結(jié)
第5章 CNTs/7075鋁基復(fù)合材料力學(xué)性能分析
5.1 CNTs含量對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
5.2 熱處理工藝對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
5.2.1 時(shí)效工藝對(duì)復(fù)合材料硬度的影響
5.2.2 熱處理對(duì)復(fù)合材料強(qiáng)度的的影響
5.3 復(fù)合材料拉伸斷口分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]攪拌摩擦加工CNTs/ZL114A鋁基復(fù)合材料的熱處理及力學(xué)性能[J]. 夏星,夏春. 熱加工工藝. 2016(02)
[2]高溫合金鑄錠均勻化程度對(duì)開坯熱變形的再結(jié)晶影響[J]. 董建新,李林翰,李浩宇,張麥倉,姚志浩. 金屬學(xué)報(bào). 2015(10)
[3]7075鋁合金的攪拌摩擦加工及其后續(xù)時(shí)效處理(英文)[J]. Siavash GHOLAMI,Esmaeil EMADODDIN,Mohammad TAJALLY,Ehsan BORHANI. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(09)
[4]攪拌摩擦加工碳納米管增強(qiáng)7075鋁基復(fù)合材料的疲勞性能[J]. 劉奮成,熊其平,劉強(qiáng),毛育青,柯黎明. 稀有金屬材料與工程. 2015(07)
[5]23Co14Ni12Cr3MoE鋼奧氏體晶粒長大動(dòng)力學(xué)[J]. 王春旭,黃順喆,厲勇,劉憲民,田志凌. 機(jī)械工程材料. 2015(04)
[6]熱處理對(duì)MWCNTs/AZ80鎂基復(fù)合材料組織和力學(xué)性能的影響[J]. 劉奮成,賀立華,柯黎明,簡曉光,劉強(qiáng). 稀有金屬材料與工程. 2015(04)
[7]復(fù)合碳變質(zhì)劑對(duì)AZ91D鎂合金的晶粒細(xì)化作用[J]. 盧敏敏,李克,吳尚敏,周耐根,曾效舒. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2015(04)
[8]高能球磨法制備的CNTs/Al-5%Mg復(fù)合材料的力學(xué)性能及斷裂特性[J]. 陳亞光,蔡曉蘭,王開軍,胡翠,孫鴻鵬,樂剛. 材料工程. 2014(11)
[9]Effect of Carbon Nanotube Orientation on Mechanical Properties and Thermal Expansion Coefficient of Carbon Nanotube-Reinforced Aluminum Matrix Composites[J]. Z.Y.Liu,B.L.Xiao,W.G.Wang,Z.Y.Ma. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2014(05)
[10]攪拌摩擦加工超細(xì)晶及納米結(jié)構(gòu)Cu-Al合金的微觀組織和力學(xué)性能研究[J]. 薛鵬,肖伯律,馬宗義. 金屬學(xué)報(bào). 2014(02)
博士論文
[1]電子封裝用SiCp/Cu復(fù)合材料的微觀組織與性能研究[D]. 王常春.山東大學(xué) 2007
碩士論文
[1]提高攪拌摩擦加工制備CNTs/Al復(fù)合材料力學(xué)性能的研究[D]. 夏星.南昌航空大學(xué) 2015
[2]碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料擠壓線材的性能研究[D]. 熊其平.南昌航空大學(xué) 2014
[3]熱處理工藝對(duì)7075鋁合金組織和力學(xué)性能的影響[D]. 趙青.鄭州大學(xué) 2012
[4]碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料組織及性能的研究[D]. 趙霞.南昌航空大學(xué) 2010
本文編號(hào):2954024
【文章來源】:南昌航空大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 選題依據(jù)、目的和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展
1.2.1 CNTs增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料
1.2.2 CNTs增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的攪拌摩擦加工制備
1.2.3 鋁基復(fù)合材料的熱處理
1.2.4 鋁基復(fù)合材料的組織穩(wěn)定性
1.3 課題研究的主要內(nèi)容
第2章 試驗(yàn)條件與方法
2.1 試驗(yàn)條件
2.1.1 試驗(yàn)材料
2.1.2 試驗(yàn)設(shè)備
2.2 試驗(yàn)方法
2.2.1 復(fù)合材料的制備
2.2.2 復(fù)合材料的熱處理
2.2.3 復(fù)合材料的顯微結(jié)構(gòu)觀察
2.2.4 復(fù)合材料的性能測(cè)試
2.2.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理
第3章 CNTs/7075鋁基復(fù)合材料組織及沉淀相分析
3.1 CNTs/7075復(fù)合材料顯微組織及二次相分布
3.1.1 CNTs/7075復(fù)合材料顯微組織及元素分布
3.1.2 CNTs/7075復(fù)合材料二次相分布
3.2 固溶處理對(duì)復(fù)合材料二次相回溶的影響
3.2.1 固溶溫度對(duì)復(fù)合材料組織的影響
3.2.2 固溶時(shí)間對(duì)二次相回溶的影響
3.3 時(shí)效處理對(duì)復(fù)合材料沉淀強(qiáng)化相析出的影響
3.3.1 時(shí)效時(shí)間對(duì)沉淀強(qiáng)化相析出的影響
3.3.2 復(fù)合材料中沉淀強(qiáng)化相析出分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 CNTs/7075復(fù)合材料的組織穩(wěn)定性及熱膨脹性能
4.1 熱處理對(duì)復(fù)合材料晶粒尺寸穩(wěn)定性的影響
4.1.1 熱處理對(duì)復(fù)合材料晶粒尺寸的影響
4.1.2 復(fù)合材料晶粒長大指數(shù)n
4.2 CNTs/7075鋁基復(fù)合材料熱膨脹性能
4.2.1 CNTs含量對(duì)復(fù)合材料熱膨脹性能的影響
4.2.2 熱處理對(duì)復(fù)合材料熱膨脹性能的影響
4.3 本章小結(jié)
第5章 CNTs/7075鋁基復(fù)合材料力學(xué)性能分析
5.1 CNTs含量對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
5.2 熱處理工藝對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
5.2.1 時(shí)效工藝對(duì)復(fù)合材料硬度的影響
5.2.2 熱處理對(duì)復(fù)合材料強(qiáng)度的的影響
5.3 復(fù)合材料拉伸斷口分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]攪拌摩擦加工CNTs/ZL114A鋁基復(fù)合材料的熱處理及力學(xué)性能[J]. 夏星,夏春. 熱加工工藝. 2016(02)
[2]高溫合金鑄錠均勻化程度對(duì)開坯熱變形的再結(jié)晶影響[J]. 董建新,李林翰,李浩宇,張麥倉,姚志浩. 金屬學(xué)報(bào). 2015(10)
[3]7075鋁合金的攪拌摩擦加工及其后續(xù)時(shí)效處理(英文)[J]. Siavash GHOLAMI,Esmaeil EMADODDIN,Mohammad TAJALLY,Ehsan BORHANI. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(09)
[4]攪拌摩擦加工碳納米管增強(qiáng)7075鋁基復(fù)合材料的疲勞性能[J]. 劉奮成,熊其平,劉強(qiáng),毛育青,柯黎明. 稀有金屬材料與工程. 2015(07)
[5]23Co14Ni12Cr3MoE鋼奧氏體晶粒長大動(dòng)力學(xué)[J]. 王春旭,黃順喆,厲勇,劉憲民,田志凌. 機(jī)械工程材料. 2015(04)
[6]熱處理對(duì)MWCNTs/AZ80鎂基復(fù)合材料組織和力學(xué)性能的影響[J]. 劉奮成,賀立華,柯黎明,簡曉光,劉強(qiáng). 稀有金屬材料與工程. 2015(04)
[7]復(fù)合碳變質(zhì)劑對(duì)AZ91D鎂合金的晶粒細(xì)化作用[J]. 盧敏敏,李克,吳尚敏,周耐根,曾效舒. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2015(04)
[8]高能球磨法制備的CNTs/Al-5%Mg復(fù)合材料的力學(xué)性能及斷裂特性[J]. 陳亞光,蔡曉蘭,王開軍,胡翠,孫鴻鵬,樂剛. 材料工程. 2014(11)
[9]Effect of Carbon Nanotube Orientation on Mechanical Properties and Thermal Expansion Coefficient of Carbon Nanotube-Reinforced Aluminum Matrix Composites[J]. Z.Y.Liu,B.L.Xiao,W.G.Wang,Z.Y.Ma. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2014(05)
[10]攪拌摩擦加工超細(xì)晶及納米結(jié)構(gòu)Cu-Al合金的微觀組織和力學(xué)性能研究[J]. 薛鵬,肖伯律,馬宗義. 金屬學(xué)報(bào). 2014(02)
博士論文
[1]電子封裝用SiCp/Cu復(fù)合材料的微觀組織與性能研究[D]. 王常春.山東大學(xué) 2007
碩士論文
[1]提高攪拌摩擦加工制備CNTs/Al復(fù)合材料力學(xué)性能的研究[D]. 夏星.南昌航空大學(xué) 2015
[2]碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料擠壓線材的性能研究[D]. 熊其平.南昌航空大學(xué) 2014
[3]熱處理工藝對(duì)7075鋁合金組織和力學(xué)性能的影響[D]. 趙青.鄭州大學(xué) 2012
[4]碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料組織及性能的研究[D]. 趙霞.南昌航空大學(xué) 2010
本文編號(hào):2954024
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