固相回收顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料SiC p /ZK60制備及性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-30 03:38
鎂合金是目前工程應(yīng)用中最輕的金屬材料之一,其中80%以上可再生利用,被譽(yù)為“綠色金屬材料”。但目前由于鎂合金制備成品時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量廢料,導(dǎo)致利用率較低。因此,深入開(kāi)展鎂合金再生技術(shù)及其性能研究具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。本課題采用固相合成方法將ZK60鎂合金屑與SiC陶瓷顆粒通過(guò)等溫?cái)D壓(一次擠壓、二次擠壓及往復(fù)擠壓)制備SiCp/ZK60鎂基復(fù)合材料。采用金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、顯微硬度計(jì)和力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)對(duì)SiCp/ZK60的微觀組織、顯微硬度、斷口形貌和力學(xué)性能進(jìn)行了研究。采用腐蝕失重法、電化學(xué)測(cè)試方法研究SiCp/ZK60的腐蝕行為;在溫度為360~450℃、應(yīng)變率為0.001~1s-1的變形條件下,采用熱模擬機(jī)研究固相回收SiCp/ZK60的高溫變形行為。試驗(yàn)結(jié)果表明,SiCp/ZK60復(fù)合材料中的SiC顆粒在擠壓過(guò)程中發(fā)生破碎,增加晶界畸變能,為再結(jié)晶過(guò)程提供能量條件,組織晶粒尺寸發(fā)生細(xì)化,以添加量為5%-8%獲得的晶粒細(xì)化效果最佳...
【文章來(lái)源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:83 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 鎂及鎂合金廢料
1.1.1 鎂及鎂合金類型
1.1.2 鎂合金廢料的產(chǎn)生
1.1.3 鎂合金廢料回收現(xiàn)狀
1.2 鎂合金再生方法
1.2.1 鎂合金的液態(tài)回收技術(shù)
1.2.2 鎂合金的固態(tài)回收技術(shù)
1.3 鎂基復(fù)合材料制備工藝及研究現(xiàn)狀
1.3.1 鎂基復(fù)合材料的制備工藝
1.3.2 固相回收顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3.3 固相回收顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.4 選題意義及主要研究?jī)?nèi)容
1.4.1 選題意義
1.4.2 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料及研究方法
2.1 試驗(yàn)材料
2.2 技術(shù)路線圖
2.3 試驗(yàn)設(shè)備和工藝過(guò)程
2.3.1 ZK60的熔煉
2.3.2 鎂屑的制備及混料
2.3.3 坯料的制備
2.3.4 一次擠壓制備SiC_p/ZK60鎂基復(fù)合材料
2.3.5 二次擠壓制備SiC_p/ZK60鎂基復(fù)合材料
2.3.6 往復(fù)擠壓制備SiC_p/ZK60鎂基復(fù)合材料
2.3.7 SiC_p/ZK60鎂基復(fù)合材料的熱處理工藝
2.4 力學(xué)性能測(cè)試和顯微組織分析
2.4.1 拉伸性能及顯微硬度測(cè)試
2.4.2 顯微組織及斷口形貌
2.5 腐蝕性能研究
2.5.1 腐蝕介質(zhì)與試驗(yàn)環(huán)境
2.5.2 電化學(xué)試樣制備
2.5.3 靜態(tài)失重試驗(yàn)
2.5.4 電化學(xué)試驗(yàn)
2.5.5 腐蝕形貌分析
2.6 高溫壓縮性能測(cè)試
2.7 本章小結(jié)
第3章 SiC_p/ZK60鎂基復(fù)合材料組織結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能
3.1 引言
3.2 SiC_p/ZK60的組織結(jié)構(gòu)
3.2.1 增強(qiáng)相體積分?jǐn)?shù)對(duì)組織的影響
3.2.2 顆粒尺寸對(duì)組織的影響
3.2.3 固溶處理對(duì)一次擠壓SiC_p/ZK60組織的影響
3.2.4 固溶處理對(duì)二次擠壓和往復(fù)擠壓SiC_p/ZK60組織的影響
3.3 SiC_p/ZK60的強(qiáng)度性能
3.3.1 一次擠壓SiC_p/ZK60的抗拉強(qiáng)度
3.3.2 二次擠壓SiC_p/ZK60的抗拉強(qiáng)度
3.3.3 往復(fù)擠壓SiC_p/ZK60的抗拉強(qiáng)度
3.3.4 熱處理后SiC_p/ZK60的抗拉強(qiáng)度
3.4 SiC_p/ZK60的斷口形貌
3.5 本章小結(jié)
第4章 SiC_p/ZK60鎂基復(fù)合材料的腐蝕行為
4.1 引言
4.2 腐蝕失重
4.3 動(dòng)電位極化曲線
4.4 電化學(xué)阻抗測(cè)試
4.5 腐蝕形貌分析
4.6 本章小結(jié)
第5章 擠壓態(tài)SiC_p/ZK60熱模擬流變行為研究及本構(gòu)方程建立
5.1 引言
5.2 SiC_p/ZK60熱壓縮變形真應(yīng)力-應(yīng)變曲線
5.2.1 不同應(yīng)變速率的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線
5.2.2 不同變形溫度下的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線
5.2.3 不同SiC顆粒尺寸的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線
5.3 本構(gòu)模型的建立
5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯請(qǐng)況表
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]金屬基復(fù)合材料發(fā)展的挑戰(zhàn)與機(jī)遇[J]. 武高輝. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2014(05)
[2]熱擠壓態(tài)SiCp/AZ91鎂基復(fù)合材料腐蝕行為研究[J]. 張春艷,張濤,邵亞薇,孟國(guó)哲. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2014(02)
[3]碳納米管對(duì)AZ31鎂合金抗腐蝕性能影響與機(jī)制研究[J]. 周國(guó)華,曾效舒,張湛,羅超. 稀有金屬材料與工程. 2011(01)
[4]SiCP/AZ61復(fù)合材料的高溫壓縮變形本構(gòu)方程[J]. 趙龍志,陳炳輝,趙明娟,閆洪. 熱加工工藝. 2010(12)
[5]金屬基復(fù)合材料蠕變性能的研究現(xiàn)狀和展望[J]. 田君,李文芳,韓立發(fā),彭繼華. 材料導(dǎo)報(bào). 2010(05)
[6]Deformation behavior and microstructure of an Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy during hot deformation[J]. Liang-ming Yan,Jian Shen,Jun-peng Li,Zhou-bing Li,and Xiao-dong Yan General Research Institute for Nonferrous Metals,Beijing 100088,China. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2010(01)
[7]鎂基復(fù)合材料的制備方法與新工藝[J]. 杜文博,嚴(yán)振杰,吳玉鋒,王朝輝,左鐵鏞. 稀有金屬材料與工程. 2009(03)
[8]B4C和SiC顆粒增強(qiáng)ZM5鎂基復(fù)合材料的組織及力學(xué)性能[J]. 艾云龍,楊國(guó)超,張劍平,劉長(zhǎng)虹. 鑄造技術(shù). 2008(09)
[9]Microstructure and properties of Al-Cu-Mg-Ag alloy exposed at 200℃ with and without stress[J]. 夏卿坤,劉志義,李云濤. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2008(04)
[10]變形鎂合金熱壓縮變形流變應(yīng)力研究[J]. 楊亞琴,李保成. 中北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(S1)
博士論文
[1]固相再生AZ91D鎂合金組織結(jié)構(gòu)及性能研究[D]. 胡茂良.哈爾濱理工大學(xué) 2008
[2]攪拌鑄造SiC顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料高溫變形行為研究[D]. 王曉軍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]熱處理對(duì)SiC/AZ81鎂合金基復(fù)合材料力學(xué)性能的影響[D]. 張博.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2009
[2]熱擠壓對(duì)AZ91鎂合金和SiCp/AZ91復(fù)合材料腐蝕行為的影響[D]. 吳麗娟.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[3]固相合成AZ91D鎂合金制備工藝研究[D]. 陳曉瑜.哈爾濱理工大學(xué) 2007
本文編號(hào):3371983
【文章來(lái)源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:83 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 鎂及鎂合金廢料
1.1.1 鎂及鎂合金類型
1.1.2 鎂合金廢料的產(chǎn)生
1.1.3 鎂合金廢料回收現(xiàn)狀
1.2 鎂合金再生方法
1.2.1 鎂合金的液態(tài)回收技術(shù)
1.2.2 鎂合金的固態(tài)回收技術(shù)
1.3 鎂基復(fù)合材料制備工藝及研究現(xiàn)狀
1.3.1 鎂基復(fù)合材料的制備工藝
1.3.2 固相回收顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3.3 固相回收顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.4 選題意義及主要研究?jī)?nèi)容
1.4.1 選題意義
1.4.2 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料及研究方法
2.1 試驗(yàn)材料
2.2 技術(shù)路線圖
2.3 試驗(yàn)設(shè)備和工藝過(guò)程
2.3.1 ZK60的熔煉
2.3.2 鎂屑的制備及混料
2.3.3 坯料的制備
2.3.4 一次擠壓制備SiC_p/ZK60鎂基復(fù)合材料
2.3.5 二次擠壓制備SiC_p/ZK60鎂基復(fù)合材料
2.3.6 往復(fù)擠壓制備SiC_p/ZK60鎂基復(fù)合材料
2.3.7 SiC_p/ZK60鎂基復(fù)合材料的熱處理工藝
2.4 力學(xué)性能測(cè)試和顯微組織分析
2.4.1 拉伸性能及顯微硬度測(cè)試
2.4.2 顯微組織及斷口形貌
2.5 腐蝕性能研究
2.5.1 腐蝕介質(zhì)與試驗(yàn)環(huán)境
2.5.2 電化學(xué)試樣制備
2.5.3 靜態(tài)失重試驗(yàn)
2.5.4 電化學(xué)試驗(yàn)
2.5.5 腐蝕形貌分析
2.6 高溫壓縮性能測(cè)試
2.7 本章小結(jié)
第3章 SiC_p/ZK60鎂基復(fù)合材料組織結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能
3.1 引言
3.2 SiC_p/ZK60的組織結(jié)構(gòu)
3.2.1 增強(qiáng)相體積分?jǐn)?shù)對(duì)組織的影響
3.2.2 顆粒尺寸對(duì)組織的影響
3.2.3 固溶處理對(duì)一次擠壓SiC_p/ZK60組織的影響
3.2.4 固溶處理對(duì)二次擠壓和往復(fù)擠壓SiC_p/ZK60組織的影響
3.3 SiC_p/ZK60的強(qiáng)度性能
3.3.1 一次擠壓SiC_p/ZK60的抗拉強(qiáng)度
3.3.2 二次擠壓SiC_p/ZK60的抗拉強(qiáng)度
3.3.3 往復(fù)擠壓SiC_p/ZK60的抗拉強(qiáng)度
3.3.4 熱處理后SiC_p/ZK60的抗拉強(qiáng)度
3.4 SiC_p/ZK60的斷口形貌
3.5 本章小結(jié)
第4章 SiC_p/ZK60鎂基復(fù)合材料的腐蝕行為
4.1 引言
4.2 腐蝕失重
4.3 動(dòng)電位極化曲線
4.4 電化學(xué)阻抗測(cè)試
4.5 腐蝕形貌分析
4.6 本章小結(jié)
第5章 擠壓態(tài)SiC_p/ZK60熱模擬流變行為研究及本構(gòu)方程建立
5.1 引言
5.2 SiC_p/ZK60熱壓縮變形真應(yīng)力-應(yīng)變曲線
5.2.1 不同應(yīng)變速率的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線
5.2.2 不同變形溫度下的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線
5.2.3 不同SiC顆粒尺寸的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線
5.3 本構(gòu)模型的建立
5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯請(qǐng)況表
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]金屬基復(fù)合材料發(fā)展的挑戰(zhàn)與機(jī)遇[J]. 武高輝. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2014(05)
[2]熱擠壓態(tài)SiCp/AZ91鎂基復(fù)合材料腐蝕行為研究[J]. 張春艷,張濤,邵亞薇,孟國(guó)哲. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2014(02)
[3]碳納米管對(duì)AZ31鎂合金抗腐蝕性能影響與機(jī)制研究[J]. 周國(guó)華,曾效舒,張湛,羅超. 稀有金屬材料與工程. 2011(01)
[4]SiCP/AZ61復(fù)合材料的高溫壓縮變形本構(gòu)方程[J]. 趙龍志,陳炳輝,趙明娟,閆洪. 熱加工工藝. 2010(12)
[5]金屬基復(fù)合材料蠕變性能的研究現(xiàn)狀和展望[J]. 田君,李文芳,韓立發(fā),彭繼華. 材料導(dǎo)報(bào). 2010(05)
[6]Deformation behavior and microstructure of an Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy during hot deformation[J]. Liang-ming Yan,Jian Shen,Jun-peng Li,Zhou-bing Li,and Xiao-dong Yan General Research Institute for Nonferrous Metals,Beijing 100088,China. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2010(01)
[7]鎂基復(fù)合材料的制備方法與新工藝[J]. 杜文博,嚴(yán)振杰,吳玉鋒,王朝輝,左鐵鏞. 稀有金屬材料與工程. 2009(03)
[8]B4C和SiC顆粒增強(qiáng)ZM5鎂基復(fù)合材料的組織及力學(xué)性能[J]. 艾云龍,楊國(guó)超,張劍平,劉長(zhǎng)虹. 鑄造技術(shù). 2008(09)
[9]Microstructure and properties of Al-Cu-Mg-Ag alloy exposed at 200℃ with and without stress[J]. 夏卿坤,劉志義,李云濤. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2008(04)
[10]變形鎂合金熱壓縮變形流變應(yīng)力研究[J]. 楊亞琴,李保成. 中北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(S1)
博士論文
[1]固相再生AZ91D鎂合金組織結(jié)構(gòu)及性能研究[D]. 胡茂良.哈爾濱理工大學(xué) 2008
[2]攪拌鑄造SiC顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料高溫變形行為研究[D]. 王曉軍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]熱處理對(duì)SiC/AZ81鎂合金基復(fù)合材料力學(xué)性能的影響[D]. 張博.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2009
[2]熱擠壓對(duì)AZ91鎂合金和SiCp/AZ91復(fù)合材料腐蝕行為的影響[D]. 吳麗娟.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[3]固相合成AZ91D鎂合金制備工藝研究[D]. 陳曉瑜.哈爾濱理工大學(xué) 2007
本文編號(hào):3371983
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