TiC/Al與NbC/Al復(fù)合粉末的制備及其細(xì)化1060鋁合金晶粒的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-04 07:59
鋁合金的組織細(xì)化一直是鋁合金研究的熱點(diǎn),利用變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理是細(xì)化鋁合金鑄態(tài)組織的主要手段。近年來,人們開始通過添加陶瓷顆粒以細(xì)化鋁合金凝固組織的研究,但其潤濕性差是影響其變質(zhì)作用的主要原因。因此,如何改善鋁液與外加顆粒間的潤濕性是該類細(xì)化劑廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。本試驗(yàn)首先采用高能球磨制備TiC及NbC顆粒,再利用金屬鋁包裹納米TiC及NbC,獲得TiC/Al及NbC/Al復(fù)合顆粒,以期改善碳化物顆粒與鋁液的潤濕性。進(jìn)而研究TiC/Al及NbC/Al復(fù)合顆粒對(duì)1060鋁合金鑄態(tài)組織的影響,并考察了熔煉溫度對(duì)細(xì)化效果的影響。采用Ti、Nb分別和石墨粉混合機(jī)械合金化的方法,能夠制備出TiC和NbC顆粒。添加Al粉能加速TiC的合成,Al能固溶到TiC顆粒中,最大溶解量約為10%。Al對(duì)NbC合成的影響不大,但能顯著細(xì)化NbC顆粒,所得NbC顆粒尺寸減小約60%。在預(yù)制TiC、NbC的顆粒中,再添加Al粉球磨能夠獲得TiC/Al及NbC/Al復(fù)合顆粒,明顯減輕碳化物團(tuán)聚現(xiàn)象,且穩(wěn)定性良好。在工業(yè)純鋁熔煉過程中分別加入的TiC/Al、NbC/Al復(fù)合顆粒,碳化物均可均勻分散于鋁液中,細(xì)化純鋁的鑄態(tài)...
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
球磨過程示意圖
楊君友[15]等人認(rèn)為在下一次碰撞開始前,上一次碰撞導(dǎo)致的升溫已經(jīng)恢到室溫,無法熔化粉末,也不會(huì)累積能量。雖然產(chǎn)生的熱量不足以使粉末熔化,依然可以提供足夠的熱量來促進(jìn)熱激活轉(zhuǎn)變,以提高微觀變形與擴(kuò)散的能力。(5)形核機(jī)制球磨過程中,通過擴(kuò)散來實(shí)現(xiàn)粉末顆粒的形核與長大。粉末的尺寸隨球磨時(shí)的增加而變小,原子可通過其內(nèi)部存在的位錯(cuò)擴(kuò)散。相互固溶的單質(zhì)間生成的化物會(huì)經(jīng)歷形核、長大,直至整個(gè)反應(yīng)結(jié)束。1.3 鑄造鋁合金的晶粒細(xì)化1.3.1 鑄造鋁合金及其分類在鋁工業(yè)中,鋁加工是舉足輕重的一個(gè)環(huán)節(jié)。主要指純鋁及合金的原材料被工為各類半成品或成品。依照加工方式,可將鋁材劃分為加工材與鑄造材,據(jù)受力變形方式和成品的特點(diǎn),更加詳細(xì)的分類見圖 1-2。
圖 1-3 按成分及熱處理方式分類鋁合金示意圖依其熱處理特性可將鋁材分為非熱處理強(qiáng)化型以及可熱處理強(qiáng)化型兩類。依合金的性能以及加入元素的含量、種類,可將鋁合金分為鑄造鋁合金與變形鋁合金兩類。由于能把材料組織的特點(diǎn)以及加工方式直觀的表現(xiàn)出來,故經(jīng)常被采用,分類圖見 1-3。通過鑄造成形可直接獲得產(chǎn)品的鋁合金為鑄造鋁合金,比強(qiáng)度高,比重較小,良好的鑄造工藝性與耐蝕性是它的優(yōu)點(diǎn),并可按需求鑄造成各種形狀。它與變形鋁合金主要區(qū)別于硅元素含量,由于含有大量的共晶元素(一般為共晶硅),鑄造鋁合金均具有較好的流動(dòng)性。可將鑄造鋁合金按合金元素分為如下四類[17]:(1)Al-Si 系合金亦稱"硅鋁明",常用來制造形狀復(fù)雜的鑄件。該合金為典型的共晶型合金,相圖簡單,沒有中間化合物產(chǎn)生。合金中常添加大量 Si 元素(一般不少于 7%),因其熱脹系數(shù)小,價(jià)格低廉,鑄造性能及耐磨性良好,故品種較多,用量較大。有時(shí)也會(huì)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]添加Al-5Ti-B和Al-2Zr-Er對(duì)鑄態(tài)鋁鋅鎂合金力學(xué)性能的影響[J]. 丁儉,靳子惠,杜喜望,趙乃勤,趙維民,夏興川,劉利華. 材料科學(xué)與工藝. 2017(02)
[2]球磨工藝對(duì)銅基摩擦材料混合料的影響Ⅰ:對(duì)粒度分布的影響[J]. 殷德政,石增敏,張大勇,劉旭文. 粉末冶金技術(shù). 2016(06)
[3]球磨、退火法制備石墨包裹鐵納米顆粒的摩擦磨損性能[J]. 岳學(xué)慶,王華,劉樂存,王熙,閆志浩. 機(jī)械工程材料. 2015(05)
[4]碳化鈮的合成方法及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 劉玉寶,李麟,張先恒,趙二雄. 稀有金屬與硬質(zhì)合金. 2014(01)
[5]熔煉溫度與靜置時(shí)間對(duì)A356鋁合金凈化效果的影響[J]. 顏文煅,傅高升,陳鴻玲. 鑄造技術(shù). 2012(10)
[6]Al-Ti-C與Al-Ti-B晶粒細(xì)化劑的Zr中毒機(jī)理[J]. 肖政兵,鄧運(yùn)來,唐建國,陳祺,張新明. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2012(02)
[7]回顧與展望全球鋁產(chǎn)品產(chǎn)量及對(duì)晶粒細(xì)化劑的需求[J]. 馬世光,熊慧,王祝堂. 輕合金加工技術(shù). 2011(10)
[8]金屬拉伸試樣的斷口分析[J]. 李紅英. 山西大同大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(01)
[9]碳化鈦粉末制備方法的研究進(jìn)展[J]. 森維,徐寶強(qiáng),楊斌,戴永年,孫紅燕,馬文會(huì),萬賀利. 輕金屬. 2010(12)
[10]球磨時(shí)間對(duì)Cu-MoSi2粉末結(jié)構(gòu)與形貌的影響[J]. 陳輝,鄒欣偉,馬勤,郭鐵明. 甘肅科學(xué)學(xué)報(bào). 2008(03)
碩士論文
[1]粉末冶金法制備Cu/TiB2復(fù)合材料及其性能的研究[D]. 馮薇薇.華東理工大學(xué) 2014
[2]AZ31鎂合金合金化及外場細(xì)晶強(qiáng)韌化機(jī)理研究[D]. 谷松偉.大連理工大學(xué) 2011
本文編號(hào):3382893
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
球磨過程示意圖
楊君友[15]等人認(rèn)為在下一次碰撞開始前,上一次碰撞導(dǎo)致的升溫已經(jīng)恢到室溫,無法熔化粉末,也不會(huì)累積能量。雖然產(chǎn)生的熱量不足以使粉末熔化,依然可以提供足夠的熱量來促進(jìn)熱激活轉(zhuǎn)變,以提高微觀變形與擴(kuò)散的能力。(5)形核機(jī)制球磨過程中,通過擴(kuò)散來實(shí)現(xiàn)粉末顆粒的形核與長大。粉末的尺寸隨球磨時(shí)的增加而變小,原子可通過其內(nèi)部存在的位錯(cuò)擴(kuò)散。相互固溶的單質(zhì)間生成的化物會(huì)經(jīng)歷形核、長大,直至整個(gè)反應(yīng)結(jié)束。1.3 鑄造鋁合金的晶粒細(xì)化1.3.1 鑄造鋁合金及其分類在鋁工業(yè)中,鋁加工是舉足輕重的一個(gè)環(huán)節(jié)。主要指純鋁及合金的原材料被工為各類半成品或成品。依照加工方式,可將鋁材劃分為加工材與鑄造材,據(jù)受力變形方式和成品的特點(diǎn),更加詳細(xì)的分類見圖 1-2。
圖 1-3 按成分及熱處理方式分類鋁合金示意圖依其熱處理特性可將鋁材分為非熱處理強(qiáng)化型以及可熱處理強(qiáng)化型兩類。依合金的性能以及加入元素的含量、種類,可將鋁合金分為鑄造鋁合金與變形鋁合金兩類。由于能把材料組織的特點(diǎn)以及加工方式直觀的表現(xiàn)出來,故經(jīng)常被采用,分類圖見 1-3。通過鑄造成形可直接獲得產(chǎn)品的鋁合金為鑄造鋁合金,比強(qiáng)度高,比重較小,良好的鑄造工藝性與耐蝕性是它的優(yōu)點(diǎn),并可按需求鑄造成各種形狀。它與變形鋁合金主要區(qū)別于硅元素含量,由于含有大量的共晶元素(一般為共晶硅),鑄造鋁合金均具有較好的流動(dòng)性。可將鑄造鋁合金按合金元素分為如下四類[17]:(1)Al-Si 系合金亦稱"硅鋁明",常用來制造形狀復(fù)雜的鑄件。該合金為典型的共晶型合金,相圖簡單,沒有中間化合物產(chǎn)生。合金中常添加大量 Si 元素(一般不少于 7%),因其熱脹系數(shù)小,價(jià)格低廉,鑄造性能及耐磨性良好,故品種較多,用量較大。有時(shí)也會(huì)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]添加Al-5Ti-B和Al-2Zr-Er對(duì)鑄態(tài)鋁鋅鎂合金力學(xué)性能的影響[J]. 丁儉,靳子惠,杜喜望,趙乃勤,趙維民,夏興川,劉利華. 材料科學(xué)與工藝. 2017(02)
[2]球磨工藝對(duì)銅基摩擦材料混合料的影響Ⅰ:對(duì)粒度分布的影響[J]. 殷德政,石增敏,張大勇,劉旭文. 粉末冶金技術(shù). 2016(06)
[3]球磨、退火法制備石墨包裹鐵納米顆粒的摩擦磨損性能[J]. 岳學(xué)慶,王華,劉樂存,王熙,閆志浩. 機(jī)械工程材料. 2015(05)
[4]碳化鈮的合成方法及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 劉玉寶,李麟,張先恒,趙二雄. 稀有金屬與硬質(zhì)合金. 2014(01)
[5]熔煉溫度與靜置時(shí)間對(duì)A356鋁合金凈化效果的影響[J]. 顏文煅,傅高升,陳鴻玲. 鑄造技術(shù). 2012(10)
[6]Al-Ti-C與Al-Ti-B晶粒細(xì)化劑的Zr中毒機(jī)理[J]. 肖政兵,鄧運(yùn)來,唐建國,陳祺,張新明. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2012(02)
[7]回顧與展望全球鋁產(chǎn)品產(chǎn)量及對(duì)晶粒細(xì)化劑的需求[J]. 馬世光,熊慧,王祝堂. 輕合金加工技術(shù). 2011(10)
[8]金屬拉伸試樣的斷口分析[J]. 李紅英. 山西大同大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(01)
[9]碳化鈦粉末制備方法的研究進(jìn)展[J]. 森維,徐寶強(qiáng),楊斌,戴永年,孫紅燕,馬文會(huì),萬賀利. 輕金屬. 2010(12)
[10]球磨時(shí)間對(duì)Cu-MoSi2粉末結(jié)構(gòu)與形貌的影響[J]. 陳輝,鄒欣偉,馬勤,郭鐵明. 甘肅科學(xué)學(xué)報(bào). 2008(03)
碩士論文
[1]粉末冶金法制備Cu/TiB2復(fù)合材料及其性能的研究[D]. 馮薇薇.華東理工大學(xué) 2014
[2]AZ31鎂合金合金化及外場細(xì)晶強(qiáng)韌化機(jī)理研究[D]. 谷松偉.大連理工大學(xué) 2011
本文編號(hào):3382893
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