納米Al 2 O 3P /7075鋁基復(fù)合材料的制備及磨損性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-10 05:24
本文采用高能球磨+熱壓燒結(jié)的方法制備了Al2O3含量分別為0wt.%、3wt.%、5wt.%、 7wt.%和10wt.%的納米Al2O3p/7075鋁基復(fù)合材料,并對其顯微組織、室溫力學(xué)性能及室溫-200℃摩擦磨損性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。通過利用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)對復(fù)合粉體顯微組織進(jìn)行觀察分析,并通過布氏硬度、電子萬能試驗(yàn)機(jī)等分析測試設(shè)備對塊體復(fù)合材料力學(xué)性能測試分析,確定了復(fù)合粉體的最佳球磨工藝和熱壓燒結(jié)工藝。通過等通道擠壓(ECAP)技術(shù)對塊體復(fù)合材料性能進(jìn)一步改善,研究了不同ECAP工藝對熱壓態(tài)7075鋁合金和5wt.%Al2O3p/7075鋁基復(fù)合材料組織和性能的影響,確定了最佳ECAP工藝。對7075鋁合金和5wt.%Al2O3p/7075鋁基復(fù)合材料的室溫-200℃磨損性能進(jìn)行了測試分析,結(jié)合摩擦系數(shù)、磨損率及磨損形貌,探索其摩擦磨損機(jī)制。獲得如下主要結(jié)論:對納米Al2O3p/7075鋁基復(fù)合材料粉體制備工藝探索表明,球磨轉(zhuǎn)速為350r/min,球料比為20:1,球磨20h后復(fù)合粉體的形貌趨于等軸狀,復(fù)合粉體的變形機(jī)制冷焊與破碎達(dá)到平衡...
【文章來源】:西安工業(yè)大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的應(yīng)用
1.1.1 航空航天領(lǐng)域
1.1.2 汽車領(lǐng)域
1.1.3 其它領(lǐng)域
1.2 納米顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
2O3顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法"> 1.3 納米Al2O3顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法
1.3.1 高能球磨粉末冶金法
1.3.2 熔鑄法
1.4 顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料摩擦磨損性能
1.4.1 摩擦磨損理論
1.4.2 顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料摩擦磨損研究現(xiàn)狀
1.5 等通道角擠壓變形
1.6 本論文研究目的與意義及研究內(nèi)容
1.6.1 研究目的與意義
1.6.2 研究內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)材料及方法
2.1 實(shí)驗(yàn)研究路線
2.2 實(shí)驗(yàn)材料
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的制備"> 2.3 納米Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的制備
2.3.1 復(fù)合材料粉體的制備
2.3.2 復(fù)合材料塊體的制備
2.3.3 等通道角擠壓(ECAP)
2.4 微組織分析
2.4.1 相分析
2.4.2 組織觀察
2.5 性能分析
2.5.1 密度測試
2.5.2 硬度測試
2.5.3 室溫拉伸性能測試
2.5.4 摩擦磨損性能測試
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的制備">3 納米Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的制備
2O3P/7075鋁基復(fù)合粉體"> 3.1 高能球磨制備納米Al2O3P/7075鋁基復(fù)合粉體
3.1.1 球料比對復(fù)合粉體的影響
3.1.2 球磨轉(zhuǎn)速對復(fù)合粉體的影響
3.1.3 球磨時(shí)間對復(fù)合粉體的影響
2O3含量對復(fù)合粉體的影響"> 3.1.4 納米Al2O3含量對復(fù)合粉體的影響
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料"> 3.2 熱壓燒結(jié)制備納米Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料
3.2.1 熱壓燒結(jié)溫度對7075鋁合金致密性和硬度的影響
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料致密性和硬度的影響"> 3.2.2 熱壓燒結(jié)溫度對5wt.%Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料致密性和硬度的影響
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的物相分析"> 3.2.3 5wt.%Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的物相分析
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的顯微組織"> 3.2.4 5wt.%Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的顯微組織
2O3含量對復(fù)合材料顯微組織的影響"> 3.3 納米Al2O3含量對復(fù)合材料顯微組織的影響
2O3含量對復(fù)合材料性能的影響"> 3.4 納米Al2O3含量對復(fù)合材料性能的影響
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的硬度與致密性"> 3.4.1 納米Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的硬度與致密性
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的室溫拉伸性能"> 3.4.2 納米Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的室溫拉伸性能
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的斷口形貌"> 3.4.3 納米Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的斷口形貌
3.5 本章小結(jié)
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料組織與性能的影響">4 ECAP變形對納米Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料組織與性能的影響
4.1 ECAP溫度對7075鋁合金組織與性能的影響
4.1.1 不同溫度ECAP后7075鋁合金的宏觀形貌
4.1.2 不同溫度ECAP后7075鋁合金的顯微組織
4.1.3 不同溫度ECAP后7075鋁合金的力學(xué)性能
4.1.4 不同溫度ECAP后7075鋁合金的斷口形貌
4.2 不同ECAP道次對7075鋁合金組織及力學(xué)性能的影響
4.2.1 不同道次ECAP后7075鋁合金的顯微組織
4.2.2 不同道次ECAP后7075鋁合金的力學(xué)性能
4.2.3 不同道次ECAP后7075鋁合金的斷口形貌
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料組織與性能的影響"> 4.3 ECAP對5wt.%Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料組織與性能的影響
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的宏觀形貌"> 4.3.1 不同溫度ECAP后5wt.%Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的宏觀形貌
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的顯微組織"> 4.3.2 ECAP后5wt.%Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的顯微組織
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的性能"> 4.3.3 ECAP后5wt.%Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的性能
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的斷口形貌"> 4.3.4 ECAP后5wt.%Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的斷口形貌
4.4 本章小結(jié)
5 鋁基復(fù)合材料室溫~200℃摩擦磨損性能
5.1 環(huán)境溫度對摩擦系數(shù)與磨損率的影響
5.2 熱壓態(tài)7075鋁合金的磨損機(jī)理
5.3 ECAP態(tài)7075鋁合金的磨損機(jī)理
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的磨損機(jī)理"> 5.4 熱壓態(tài)Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的磨損機(jī)理
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的磨損機(jī)理"> 5.5 ECAP態(tài)Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的磨損機(jī)理
5.6 本章小結(jié)
6 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Al2O3顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的耐磨性研究[J]. 范濤,劉博文,孫艷榮,王虎,唐偉忠,賈成廠. 粉末冶金技術(shù). 2015(03)
[2]顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備及力學(xué)性能[J]. 薛陽,宋旼,肖代紅. 自然雜志. 2015(01)
[3]納米Al2O3增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備技術(shù)和發(fā)展方向[J]. 潘浩,范根蓮,譚占秋,李志強(qiáng),張荻. 材料導(dǎo)報(bào). 2015(01)
[4]碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合粉末等通道轉(zhuǎn)角擠扭的致密行為[J]. 董飛,李萍,薛克敏,錢陳豪,李凌風(fēng),王成國. 塑性工程學(xué)報(bào). 2014(03)
[5]溫度對AZ80鎂合金等通道轉(zhuǎn)角擠壓組織性能的影響[J]. 李繼忠,張念先,丁樺,李英龍. 塑性工程學(xué)報(bào). 2011(03)
[6]熱壓燒結(jié)溫度對SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料微觀組織及力學(xué)性能的影響[J]. 金鵬,肖伯律,王全兆,馬宗義,劉越,李曙. 金屬學(xué)報(bào). 2011(03)
[7]7075鋁合金的磨損行為及其機(jī)理探討[J]. 葛靈丹,王樹奇,楊子潤. 特種鑄造及有色合金. 2011(02)
[8]碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備及應(yīng)用的研究[J]. 張國政,呂棟騰,吳治明. 新技術(shù)新工藝. 2010(11)
[9]等通道擠壓鎂合金工藝的研究[J]. 彭渝麗,郭永春,傅鎮(zhèn)南. 鑄造技術(shù). 2010(10)
[10]大塑性變形制備超細(xì)晶復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 郭煒,王渠東. 鍛壓技術(shù). 2010(01)
本文編號:3074126
【文章來源】:西安工業(yè)大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的應(yīng)用
1.1.1 航空航天領(lǐng)域
1.1.2 汽車領(lǐng)域
1.1.3 其它領(lǐng)域
1.2 納米顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
2O3顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法"> 1.3 納米Al2O3顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法
1.3.1 高能球磨粉末冶金法
1.3.2 熔鑄法
1.4 顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料摩擦磨損性能
1.4.1 摩擦磨損理論
1.4.2 顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料摩擦磨損研究現(xiàn)狀
1.5 等通道角擠壓變形
1.6 本論文研究目的與意義及研究內(nèi)容
1.6.1 研究目的與意義
1.6.2 研究內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)材料及方法
2.1 實(shí)驗(yàn)研究路線
2.2 實(shí)驗(yàn)材料
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的制備"> 2.3 納米Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的制備
2.3.1 復(fù)合材料粉體的制備
2.3.2 復(fù)合材料塊體的制備
2.3.3 等通道角擠壓(ECAP)
2.4 微組織分析
2.4.1 相分析
2.4.2 組織觀察
2.5 性能分析
2.5.1 密度測試
2.5.2 硬度測試
2.5.3 室溫拉伸性能測試
2.5.4 摩擦磨損性能測試
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的制備">3 納米Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的制備
2O3P/7075鋁基復(fù)合粉體"> 3.1 高能球磨制備納米Al2O3P/7075鋁基復(fù)合粉體
3.1.1 球料比對復(fù)合粉體的影響
3.1.2 球磨轉(zhuǎn)速對復(fù)合粉體的影響
3.1.3 球磨時(shí)間對復(fù)合粉體的影響
2O3含量對復(fù)合粉體的影響"> 3.1.4 納米Al2O3含量對復(fù)合粉體的影響
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料"> 3.2 熱壓燒結(jié)制備納米Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料
3.2.1 熱壓燒結(jié)溫度對7075鋁合金致密性和硬度的影響
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料致密性和硬度的影響"> 3.2.2 熱壓燒結(jié)溫度對5wt.%Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料致密性和硬度的影響
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的物相分析"> 3.2.3 5wt.%Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的物相分析
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的顯微組織"> 3.2.4 5wt.%Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的顯微組織
2O3含量對復(fù)合材料顯微組織的影響"> 3.3 納米Al2O3含量對復(fù)合材料顯微組織的影響
2O3含量對復(fù)合材料性能的影響"> 3.4 納米Al2O3含量對復(fù)合材料性能的影響
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的硬度與致密性"> 3.4.1 納米Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的硬度與致密性
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的室溫拉伸性能"> 3.4.2 納米Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的室溫拉伸性能
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的斷口形貌"> 3.4.3 納米Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的斷口形貌
3.5 本章小結(jié)
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料組織與性能的影響">4 ECAP變形對納米Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料組織與性能的影響
4.1 ECAP溫度對7075鋁合金組織與性能的影響
4.1.1 不同溫度ECAP后7075鋁合金的宏觀形貌
4.1.2 不同溫度ECAP后7075鋁合金的顯微組織
4.1.3 不同溫度ECAP后7075鋁合金的力學(xué)性能
4.1.4 不同溫度ECAP后7075鋁合金的斷口形貌
4.2 不同ECAP道次對7075鋁合金組織及力學(xué)性能的影響
4.2.1 不同道次ECAP后7075鋁合金的顯微組織
4.2.2 不同道次ECAP后7075鋁合金的力學(xué)性能
4.2.3 不同道次ECAP后7075鋁合金的斷口形貌
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料組織與性能的影響"> 4.3 ECAP對5wt.%Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料組織與性能的影響
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的宏觀形貌"> 4.3.1 不同溫度ECAP后5wt.%Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的宏觀形貌
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的顯微組織"> 4.3.2 ECAP后5wt.%Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的顯微組織
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的性能"> 4.3.3 ECAP后5wt.%Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的性能
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的斷口形貌"> 4.3.4 ECAP后5wt.%Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的斷口形貌
4.4 本章小結(jié)
5 鋁基復(fù)合材料室溫~200℃摩擦磨損性能
5.1 環(huán)境溫度對摩擦系數(shù)與磨損率的影響
5.2 熱壓態(tài)7075鋁合金的磨損機(jī)理
5.3 ECAP態(tài)7075鋁合金的磨損機(jī)理
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的磨損機(jī)理"> 5.4 熱壓態(tài)Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的磨損機(jī)理
2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的磨損機(jī)理"> 5.5 ECAP態(tài)Al2O3P/7075鋁基復(fù)合材料的磨損機(jī)理
5.6 本章小結(jié)
6 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Al2O3顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的耐磨性研究[J]. 范濤,劉博文,孫艷榮,王虎,唐偉忠,賈成廠. 粉末冶金技術(shù). 2015(03)
[2]顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備及力學(xué)性能[J]. 薛陽,宋旼,肖代紅. 自然雜志. 2015(01)
[3]納米Al2O3增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備技術(shù)和發(fā)展方向[J]. 潘浩,范根蓮,譚占秋,李志強(qiáng),張荻. 材料導(dǎo)報(bào). 2015(01)
[4]碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合粉末等通道轉(zhuǎn)角擠扭的致密行為[J]. 董飛,李萍,薛克敏,錢陳豪,李凌風(fēng),王成國. 塑性工程學(xué)報(bào). 2014(03)
[5]溫度對AZ80鎂合金等通道轉(zhuǎn)角擠壓組織性能的影響[J]. 李繼忠,張念先,丁樺,李英龍. 塑性工程學(xué)報(bào). 2011(03)
[6]熱壓燒結(jié)溫度對SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料微觀組織及力學(xué)性能的影響[J]. 金鵬,肖伯律,王全兆,馬宗義,劉越,李曙. 金屬學(xué)報(bào). 2011(03)
[7]7075鋁合金的磨損行為及其機(jī)理探討[J]. 葛靈丹,王樹奇,楊子潤. 特種鑄造及有色合金. 2011(02)
[8]碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備及應(yīng)用的研究[J]. 張國政,呂棟騰,吳治明. 新技術(shù)新工藝. 2010(11)
[9]等通道擠壓鎂合金工藝的研究[J]. 彭渝麗,郭永春,傅鎮(zhèn)南. 鑄造技術(shù). 2010(10)
[10]大塑性變形制備超細(xì)晶復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 郭煒,王渠東. 鍛壓技術(shù). 2010(01)
本文編號:3074126
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