熱壓預制塊重熔稀釋法制備SiC/YL117復合材料組織和性能研究
發(fā)布時間:2021-03-07 06:23
本文將SiC-Al熱壓預制塊采用重熔稀釋的方法制備Si C增強的YL117復合材料,對其微觀組織、力學性能和磨損性能進行了研究。將Si C和Al通過高能球磨制得混合均勻的粉末,然后熱壓制得預制塊。熔煉過程中將熱壓預制塊加入YL117熔體底部重熔稀釋,然后降溫到半固態(tài)溫度,采用攪拌鑄造的方法制備SiC/YL117復合材料。隨后選取綜合性能表現(xiàn)較好的復合材料進行T6熱處理,討論分析熱處理工藝,確定優(yōu)化的固溶和時效制度,并對熱處理后復合材料的組織和力學性能的變化進行討論。研究結果表明:采用半固態(tài)攪拌鑄造結合熱壓預制塊的重熔稀釋可以制備出Si C彌散分布的YL117基復合材料,但是當體積分數(shù)為5.5%時,SiC顆粒出現(xiàn)團聚的現(xiàn)象。在未出現(xiàn)團聚前,基體合金的晶粒得到細化,初晶硅尺寸逐漸減小直至消失,共晶硅枝晶臂減小,θ-Al2Cu相由花紋狀變?yōu)辄c狀,彌散分布。隨著SiC體積分數(shù)的增加,復合材料的顯微硬度、拉伸強度和伸長率呈現(xiàn)出先增后減的趨勢,峰值比基體合金分別提高21.7%,23.1%,120.4%,YL117基體合金斷裂方式為解理斷裂,表現(xiàn)出穿晶斷裂特征,SiC/YL117復合材料的斷裂方式為...
【文章來源】:太原理工大學山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 鋁基復合材料研究現(xiàn)狀
1.1.1 顆粒增強鋁基復合材料性能
1.1.2 顆粒增強鋁基復合材料的增強體
1.1.3 顆粒增強鋁基復合材料的制備技術
1.1.4 顆粒增強鋁基復合材料的應用
1.2 鋁基復合材料熱處理工藝
1.2.1 固溶工藝處理
1.2.2 時效工藝處理
1.3 存在的問題及研究的內容和意義
1.3.1 存在的問題
1.3.2 研究的內容和意義
第二章 SiC/YL117復合材料的制備及實驗方法
2.1 實驗原材料與設備
2.1.1 基體合金選擇
2.1.2 混合粉末材料及設備
2.1.3 熔煉用材料及設備
2.2 SiC/YL117復合材料的制備
2.2.1 混合粉末及熱壓預制塊的制備
2.2.2 SiC/YL117復合材料中SiC體積分數(shù)的確定
2.2.3 SiC/YL117基復合材料制備工藝
2.2.4 SiC/YL117基復合材料熱處理制度的確定
2.3 復合材料的研究分析方法
2.3.1 顯微組織表征
2.3.2 力學性能檢測
2.3.3 摩擦磨損性能檢測
2.4 技術路線
第三章 SiC含量對SiC/YL117復合材料顯微組織及力學性能的影響
3.1 SiC含量對SiC/YL117復合材料顯微組織的影響
3.2 SiC含量對SiC/YL117復合材料力學性能影響
3.2.1 SiC/YL117復合材料的顯微硬度
3.2.2 SiC/YL117復合材料的拉伸性能
3.2.3 SiC/YL117復合材料斷口形貌分析
3.3 小結
第四章 SiC含量對SiC/YL117復合材料摩擦磨損行為的影響
4.1 SiC含量對SiC/YL117磨損率和摩擦系數(shù)的影響
4.2 SiC/YL117復合材料磨損形貌及磨損機理分析
4.3 小結
第五章 熱處理工藝對SiC/YL117復合材料顯微組織和力學性能的影響
5.1 固溶工藝
5.1.1 過燒溫度的測定
5.1.2 固溶工藝的確定
5.2 時效工藝
5.2.1 時效溫度的確定
5.2.2 時效時間的確定
5.3 熱處理對SiC/YL117復合材料顯微組織的影響
5.3.1 光學顯微組織分析
5.3.2 XRD組織分析
5.4 熱處理對SiC/YL117復合材料力學性能的影響
5.4.1 SiC/YL117復合材料力學性能測試
5.4.2 SiC/YL117復合材料斷口形貌分析
5.5 小結
第六章 結論和展望
6.1 結論
6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Manufacturing of cast A356 matrix composite reinforced with nano- to micrometer-sized SiC particles[J]. Reza Taherzadeh Mousavian,Rasoul Azari Khosroshahi,Sasan Yazdani,Dermot Brabazon. Rare Metals. 2017(01)
[2]Microstructure and properties of mechanical alloying particles reinforced aluminum matrix composites prepared by semisolid stirring pouring method[J]. Yao-qiang Si,Zhi-yong You,Jing-xin Zhu,Lai-qiang Cai,Jin-shan Zhang. China Foundry. 2016(03)
[3]高硅含量過共晶鋁硅合金半固態(tài)重熔組織演變[J]. 李艷霞,劉俊友,張巨成,李海鳳. 中國有色金屬學報. 2014(09)
[4]鑄造鋁合金熱處理工藝發(fā)展趨勢[J]. 郭君. 科技創(chuàng)業(yè)家. 2013(17)
[5]碳化硅體積分數(shù)對SiCp/Al-30Si復合材料組織與性能的影響[J]. 倪增磊,王愛琴,謝敬佩,方明,張利軍. 粉末冶金材料科學與工程. 2013(01)
[6]ZL107合金熱力學顯微組織分析[J]. 黃修飛,蔣鳴,朱鳴芳. 特種鑄造及有色合金. 2012(02)
[7]顆粒增強鋁基復合材料研究與應用發(fā)展[J]. 樊建中,石力開. 宇航材料工藝. 2012(01)
[8]熔體浸滲法制備金屬基復合材料的研究進展[J]. 李含建,徐志峰,蔡長春,吳蒙. 熱加工工藝. 2010(18)
[9]Evolution of microstructure in semi-solid slurries of rheocast aluminum alloy[J]. R.CANYOOK,S.PETSUT,S.WISUTMETHA NGOON,M.C.FLEMINGS,J.WANNASIN. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(09)
[10]Semi-solid processing of hypereutectic A390 alloys using novel rheoforming process[J]. M.TEBIB,J.B.MORIN,F.A JERSCH,X.GRANT CHEN. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(09)
碩士論文
[1]凝膠注模法制備高體積分數(shù)SiC/Al封裝材料[D]. 吳金方.合肥工業(yè)大學 2010
[2]2024鋁合金薄板的熱處理工藝與性能的研究[D]. 李晗.西北工業(yè)大學 2007
[3]V含量對高銅Al-Cu合金組織和性能的影響[D]. 劉友良.中南大學 2006
本文編號:3068556
【文章來源】:太原理工大學山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 鋁基復合材料研究現(xiàn)狀
1.1.1 顆粒增強鋁基復合材料性能
1.1.2 顆粒增強鋁基復合材料的增強體
1.1.3 顆粒增強鋁基復合材料的制備技術
1.1.4 顆粒增強鋁基復合材料的應用
1.2 鋁基復合材料熱處理工藝
1.2.1 固溶工藝處理
1.2.2 時效工藝處理
1.3 存在的問題及研究的內容和意義
1.3.1 存在的問題
1.3.2 研究的內容和意義
第二章 SiC/YL117復合材料的制備及實驗方法
2.1 實驗原材料與設備
2.1.1 基體合金選擇
2.1.2 混合粉末材料及設備
2.1.3 熔煉用材料及設備
2.2 SiC/YL117復合材料的制備
2.2.1 混合粉末及熱壓預制塊的制備
2.2.2 SiC/YL117復合材料中SiC體積分數(shù)的確定
2.2.3 SiC/YL117基復合材料制備工藝
2.2.4 SiC/YL117基復合材料熱處理制度的確定
2.3 復合材料的研究分析方法
2.3.1 顯微組織表征
2.3.2 力學性能檢測
2.3.3 摩擦磨損性能檢測
2.4 技術路線
第三章 SiC含量對SiC/YL117復合材料顯微組織及力學性能的影響
3.1 SiC含量對SiC/YL117復合材料顯微組織的影響
3.2 SiC含量對SiC/YL117復合材料力學性能影響
3.2.1 SiC/YL117復合材料的顯微硬度
3.2.2 SiC/YL117復合材料的拉伸性能
3.2.3 SiC/YL117復合材料斷口形貌分析
3.3 小結
第四章 SiC含量對SiC/YL117復合材料摩擦磨損行為的影響
4.1 SiC含量對SiC/YL117磨損率和摩擦系數(shù)的影響
4.2 SiC/YL117復合材料磨損形貌及磨損機理分析
4.3 小結
第五章 熱處理工藝對SiC/YL117復合材料顯微組織和力學性能的影響
5.1 固溶工藝
5.1.1 過燒溫度的測定
5.1.2 固溶工藝的確定
5.2 時效工藝
5.2.1 時效溫度的確定
5.2.2 時效時間的確定
5.3 熱處理對SiC/YL117復合材料顯微組織的影響
5.3.1 光學顯微組織分析
5.3.2 XRD組織分析
5.4 熱處理對SiC/YL117復合材料力學性能的影響
5.4.1 SiC/YL117復合材料力學性能測試
5.4.2 SiC/YL117復合材料斷口形貌分析
5.5 小結
第六章 結論和展望
6.1 結論
6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Manufacturing of cast A356 matrix composite reinforced with nano- to micrometer-sized SiC particles[J]. Reza Taherzadeh Mousavian,Rasoul Azari Khosroshahi,Sasan Yazdani,Dermot Brabazon. Rare Metals. 2017(01)
[2]Microstructure and properties of mechanical alloying particles reinforced aluminum matrix composites prepared by semisolid stirring pouring method[J]. Yao-qiang Si,Zhi-yong You,Jing-xin Zhu,Lai-qiang Cai,Jin-shan Zhang. China Foundry. 2016(03)
[3]高硅含量過共晶鋁硅合金半固態(tài)重熔組織演變[J]. 李艷霞,劉俊友,張巨成,李海鳳. 中國有色金屬學報. 2014(09)
[4]鑄造鋁合金熱處理工藝發(fā)展趨勢[J]. 郭君. 科技創(chuàng)業(yè)家. 2013(17)
[5]碳化硅體積分數(shù)對SiCp/Al-30Si復合材料組織與性能的影響[J]. 倪增磊,王愛琴,謝敬佩,方明,張利軍. 粉末冶金材料科學與工程. 2013(01)
[6]ZL107合金熱力學顯微組織分析[J]. 黃修飛,蔣鳴,朱鳴芳. 特種鑄造及有色合金. 2012(02)
[7]顆粒增強鋁基復合材料研究與應用發(fā)展[J]. 樊建中,石力開. 宇航材料工藝. 2012(01)
[8]熔體浸滲法制備金屬基復合材料的研究進展[J]. 李含建,徐志峰,蔡長春,吳蒙. 熱加工工藝. 2010(18)
[9]Evolution of microstructure in semi-solid slurries of rheocast aluminum alloy[J]. R.CANYOOK,S.PETSUT,S.WISUTMETHA NGOON,M.C.FLEMINGS,J.WANNASIN. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(09)
[10]Semi-solid processing of hypereutectic A390 alloys using novel rheoforming process[J]. M.TEBIB,J.B.MORIN,F.A JERSCH,X.GRANT CHEN. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(09)
碩士論文
[1]凝膠注模法制備高體積分數(shù)SiC/Al封裝材料[D]. 吳金方.合肥工業(yè)大學 2010
[2]2024鋁合金薄板的熱處理工藝與性能的研究[D]. 李晗.西北工業(yè)大學 2007
[3]V含量對高銅Al-Cu合金組織和性能的影響[D]. 劉友良.中南大學 2006
本文編號:3068556
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