原位納米ZrB 2 /6X82Al復(fù)合材料的累積疊軋加工及其高溫塑變性能的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-15 10:57
本文設(shè)計(jì)開發(fā)6X82Al-K2ZrF6-KBF4新型復(fù)合材料體系,并結(jié)合電磁攪拌技術(shù),成功制備了原位納米ZrB2/6X82Al復(fù)合材料。然后,在300oC下對(duì)制備的復(fù)合材料進(jìn)行累積疊軋(ARB)大塑性變形,借助OM、XRD、SEM、EDS等手段對(duì)復(fù)合材料ARB前后以及不同道次的納米增強(qiáng)體顆粒大小、形狀、分布;析出相大小、形狀、分布;復(fù)合材料晶粒的大小、形貌變化進(jìn)行研究,并探討了ARB加工過程中的晶粒細(xì)化機(jī)制以及不同熱處理狀態(tài)對(duì)復(fù)合材料在累積疊軋加工過程的組織形貌的影響。測(cè)試了不同熱處理狀態(tài)下ARB前后以及不同道次的復(fù)合材料的力學(xué)性能,探究了ARB加工態(tài)復(fù)合材料的強(qiáng)化機(jī)理。并對(duì)ARB加工獲得的復(fù)合材料進(jìn)行高溫拉伸試驗(yàn)以研究其高溫塑變性能及其高溫塑變機(jī)制。復(fù)合材料的原位合成工藝研究表明:當(dāng)混合鹽K2ZrF6與KBF4的質(zhì)量比為52:48,熔體溫度1123K,反應(yīng)時(shí)間為30min,并施加間歇式螺旋磁場(chǎng)攪拌,可獲得ZrB2/6X82Al復(fù)合材料,其中ZrB2顆粒多為六邊形或者四邊形,尺寸為30-100nm,以局部團(tuán)簇的方式分布在基體中,并一定程度的細(xì)化了復(fù)合材料基體的晶粒。ARB試驗(yàn)結(jié)果表明:...
【文章來(lái)源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 選題意義
1.2 原位顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料研究進(jìn)展
1.2.1 原位顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料概述
1.2.2 原位合成鋁基復(fù)合材料制備技術(shù)
1.2.3 原位顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的增強(qiáng)機(jī)制
1.3 原位顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料亟待解決的問題
1.4 累積疊軋加工技術(shù)
1.4.1 累積疊軋加工技術(shù)研究概況
1.4.2 累積疊軋過程中晶粒細(xì)化的機(jī)理
1.5 本課題的主要研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料、方法及設(shè)備
2.1 原位反應(yīng)體系的設(shè)計(jì)
2.1.1 基體的選擇
2.1.2 增強(qiáng)顆粒的選擇
2.2 原位納米ZrB_2/6X82Al復(fù)合材料的制備
2.3 累積疊軋實(shí)驗(yàn)及工藝參數(shù)優(yōu)化
2.4 拉伸性能測(cè)試
2.5 高溫塑變性能測(cè)試
2.6 微觀組織結(jié)構(gòu)分析
2.6.1 金相顯微組織觀察
2.6.2 X–射線衍射分析
2.6.3 掃描電鏡及能譜分析
2.6.4 透射電鏡分析
第三章 累積疊軋態(tài)原位ZrB_2/6X82Al復(fù)合材料的組織結(jié)構(gòu)
3.1 引言
3.2 鑄態(tài)原位納米ZrB_2/6X82Al復(fù)合材料組織結(jié)構(gòu)
3.3 累積疊軋加工參數(shù)優(yōu)化
3.3.1 復(fù)合材料基體的高溫流變曲線
3.3.2 復(fù)合材料基體的熱加工圖
3.4 累積疊軋加工對(duì)復(fù)合材料中納米增強(qiáng)體分布的影響
3.4.1 時(shí)效態(tài)復(fù)合材料納米增強(qiáng)體分布的演變
3.4.2 固溶態(tài)復(fù)合材料納米增強(qiáng)體分布的演變
3.5 累積疊軋加工對(duì)復(fù)合材料中析出相的影響
3.5.1 時(shí)效態(tài)復(fù)合材料中析出相的演變
3.5.2 固溶態(tài)復(fù)合材料中析出相的演變
3.6 累積疊軋加工對(duì)復(fù)合材料基體晶粒細(xì)化的影響規(guī)律
3.6.1 不同增強(qiáng)體含量對(duì)鑄態(tài)復(fù)合材料基體晶粒的影響
3.6.2 累積疊軋加工對(duì)復(fù)合材料基體的晶粒細(xì)化
3.7 本章小結(jié)
第四章 累積疊軋態(tài)原位ZrB_2/6X82Al復(fù)合材料的力學(xué)性能
4.1 引言
4.2 鑄態(tài)原位納米ZrB_2/6X82Al復(fù)合材料的力學(xué)性能
4.3 累積疊軋態(tài)原位納米ZrB_2/6X82Al復(fù)合材料的力學(xué)性能
4.3.1 不同增強(qiáng)體含量對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
4.3.2 熱處理工藝對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
4.4 累積疊軋態(tài)原位納米ZrB_2/6X82Al復(fù)合材料的強(qiáng)化機(jī)制
4.5 本章小結(jié)
第五章 累積疊軋態(tài)原位ZrB_2/6X82Al復(fù)合材料的高溫塑變性能
5.1 引言
5.2 累積疊軋態(tài)復(fù)合材料的高溫塑變特性
5.3 變形溫度對(duì)復(fù)合材料高溫塑變性能的影響
5.4 應(yīng)變速率對(duì)復(fù)合材料高溫塑變性能的影響
5.5 累積疊軋態(tài)原位納米ZrB_2/6X82Al的高溫塑變的機(jī)制分析
5.6 本章小結(jié)
第六章 主要結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]超聲化學(xué)原位合成納米Al2O3/6063Al復(fù)合材料組織及高溫蠕變性能[J]. 趙玉濤,林偉立,怯喜周,劉曉君,王春梅. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2015(05)
[2]Manufacture of Nano-Sized Particle-Reinforced Metal Matrix Composites:A Review[J]. Dongshuai Zhou,Feng Qiu,Huiyuan Wang,Qichuan Jiang. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2014(05)
[3]攪拌摩擦處理Al3Zr/6063原位復(fù)合材料的組織和性能[J]. 焦雷,趙玉濤,王曉璐,張賽. 稀有金屬材料與工程. 2014(07)
[4]Effect of Annealing on the Microwave-absorption Properties of Ni/Al2O3 Nanocomposites[J]. Songning XU,Meixing ZHAO,Zongqi CAI,Naikun SUN,Feng LIU,Baosheng DU,Xueyuan ZHANG,Zhoujun LING. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2013(04)
[5]溶膠-凝膠自蔓燃法制備Al2ZrO5納米顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料(英文)[J]. S.A.KHORRAMIE,M.A.BAGHCHESARA,D.P.GOHARI. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(06)
[6]微納米ZrB2p/Al復(fù)合材料的原位合成機(jī)制和組織特征[J]. 李桂榮,張勛寅,王宏明,趙玉濤,陳剛,張釗. 北京科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(05)
[7]超聲化學(xué)原位合成Al2O3(p)/Al納米復(fù)合材料的組織及其機(jī)理(英文)[J]. 陳登斌,趙玉濤,祝海燕,鄭夢(mèng),陳剛. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(01)
[8]Aluminum matrix composites reinforced by in situ Al2O3 and Al3Zr particles fabricated via magnetochemistry reaction[J]. 趙玉濤,張松利,陳剛. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(11)
[9]金屬基復(fù)合材料的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 張荻,張國(guó)定,李志強(qiáng). 中國(guó)材料進(jìn)展. 2010(04)
[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)
博士論文
[1]原位顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的塑性變形行為及性能研究[D]. 焦雷.江蘇大學(xué) 2014
[2]累積疊軋焊法制備鋁基復(fù)合材料的研究[D]. 劉崇宇.燕山大學(xué) 2013
碩士論文
[1]原位反應(yīng)法制備TiB2/2024復(fù)合材料及組織性能研究[D]. 邢寧寧.吉林大學(xué) 2014
[2]累積疊軋焊AA1070鋁板的成形性研究[D]. 孫風(fēng)蔚.華南理工大學(xué) 2010
[3]微合金化與原位顆粒協(xié)同作用鋁基復(fù)合材料的組織與性能[D]. 孫洪強(qiáng).江蘇大學(xué) 2007
[4]累積疊軋焊法制備超細(xì)晶鎂合金及組織細(xì)化機(jī)制研究[D]. 肖心萍.燕山大學(xué) 2006
本文編號(hào):3496642
【文章來(lái)源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 選題意義
1.2 原位顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料研究進(jìn)展
1.2.1 原位顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料概述
1.2.2 原位合成鋁基復(fù)合材料制備技術(shù)
1.2.3 原位顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的增強(qiáng)機(jī)制
1.3 原位顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料亟待解決的問題
1.4 累積疊軋加工技術(shù)
1.4.1 累積疊軋加工技術(shù)研究概況
1.4.2 累積疊軋過程中晶粒細(xì)化的機(jī)理
1.5 本課題的主要研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料、方法及設(shè)備
2.1 原位反應(yīng)體系的設(shè)計(jì)
2.1.1 基體的選擇
2.1.2 增強(qiáng)顆粒的選擇
2.2 原位納米ZrB_2/6X82Al復(fù)合材料的制備
2.3 累積疊軋實(shí)驗(yàn)及工藝參數(shù)優(yōu)化
2.4 拉伸性能測(cè)試
2.5 高溫塑變性能測(cè)試
2.6 微觀組織結(jié)構(gòu)分析
2.6.1 金相顯微組織觀察
2.6.2 X–射線衍射分析
2.6.3 掃描電鏡及能譜分析
2.6.4 透射電鏡分析
第三章 累積疊軋態(tài)原位ZrB_2/6X82Al復(fù)合材料的組織結(jié)構(gòu)
3.1 引言
3.2 鑄態(tài)原位納米ZrB_2/6X82Al復(fù)合材料組織結(jié)構(gòu)
3.3 累積疊軋加工參數(shù)優(yōu)化
3.3.1 復(fù)合材料基體的高溫流變曲線
3.3.2 復(fù)合材料基體的熱加工圖
3.4 累積疊軋加工對(duì)復(fù)合材料中納米增強(qiáng)體分布的影響
3.4.1 時(shí)效態(tài)復(fù)合材料納米增強(qiáng)體分布的演變
3.4.2 固溶態(tài)復(fù)合材料納米增強(qiáng)體分布的演變
3.5 累積疊軋加工對(duì)復(fù)合材料中析出相的影響
3.5.1 時(shí)效態(tài)復(fù)合材料中析出相的演變
3.5.2 固溶態(tài)復(fù)合材料中析出相的演變
3.6 累積疊軋加工對(duì)復(fù)合材料基體晶粒細(xì)化的影響規(guī)律
3.6.1 不同增強(qiáng)體含量對(duì)鑄態(tài)復(fù)合材料基體晶粒的影響
3.6.2 累積疊軋加工對(duì)復(fù)合材料基體的晶粒細(xì)化
3.7 本章小結(jié)
第四章 累積疊軋態(tài)原位ZrB_2/6X82Al復(fù)合材料的力學(xué)性能
4.1 引言
4.2 鑄態(tài)原位納米ZrB_2/6X82Al復(fù)合材料的力學(xué)性能
4.3 累積疊軋態(tài)原位納米ZrB_2/6X82Al復(fù)合材料的力學(xué)性能
4.3.1 不同增強(qiáng)體含量對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
4.3.2 熱處理工藝對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
4.4 累積疊軋態(tài)原位納米ZrB_2/6X82Al復(fù)合材料的強(qiáng)化機(jī)制
4.5 本章小結(jié)
第五章 累積疊軋態(tài)原位ZrB_2/6X82Al復(fù)合材料的高溫塑變性能
5.1 引言
5.2 累積疊軋態(tài)復(fù)合材料的高溫塑變特性
5.3 變形溫度對(duì)復(fù)合材料高溫塑變性能的影響
5.4 應(yīng)變速率對(duì)復(fù)合材料高溫塑變性能的影響
5.5 累積疊軋態(tài)原位納米ZrB_2/6X82Al的高溫塑變的機(jī)制分析
5.6 本章小結(jié)
第六章 主要結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]超聲化學(xué)原位合成納米Al2O3/6063Al復(fù)合材料組織及高溫蠕變性能[J]. 趙玉濤,林偉立,怯喜周,劉曉君,王春梅. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2015(05)
[2]Manufacture of Nano-Sized Particle-Reinforced Metal Matrix Composites:A Review[J]. Dongshuai Zhou,Feng Qiu,Huiyuan Wang,Qichuan Jiang. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2014(05)
[3]攪拌摩擦處理Al3Zr/6063原位復(fù)合材料的組織和性能[J]. 焦雷,趙玉濤,王曉璐,張賽. 稀有金屬材料與工程. 2014(07)
[4]Effect of Annealing on the Microwave-absorption Properties of Ni/Al2O3 Nanocomposites[J]. Songning XU,Meixing ZHAO,Zongqi CAI,Naikun SUN,Feng LIU,Baosheng DU,Xueyuan ZHANG,Zhoujun LING. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2013(04)
[5]溶膠-凝膠自蔓燃法制備Al2ZrO5納米顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料(英文)[J]. S.A.KHORRAMIE,M.A.BAGHCHESARA,D.P.GOHARI. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(06)
[6]微納米ZrB2p/Al復(fù)合材料的原位合成機(jī)制和組織特征[J]. 李桂榮,張勛寅,王宏明,趙玉濤,陳剛,張釗. 北京科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(05)
[7]超聲化學(xué)原位合成Al2O3(p)/Al納米復(fù)合材料的組織及其機(jī)理(英文)[J]. 陳登斌,趙玉濤,祝海燕,鄭夢(mèng),陳剛. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(01)
[8]Aluminum matrix composites reinforced by in situ Al2O3 and Al3Zr particles fabricated via magnetochemistry reaction[J]. 趙玉濤,張松利,陳剛. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(11)
[9]金屬基復(fù)合材料的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 張荻,張國(guó)定,李志強(qiáng). 中國(guó)材料進(jìn)展. 2010(04)
[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)
博士論文
[1]原位顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的塑性變形行為及性能研究[D]. 焦雷.江蘇大學(xué) 2014
[2]累積疊軋焊法制備鋁基復(fù)合材料的研究[D]. 劉崇宇.燕山大學(xué) 2013
碩士論文
[1]原位反應(yīng)法制備TiB2/2024復(fù)合材料及組織性能研究[D]. 邢寧寧.吉林大學(xué) 2014
[2]累積疊軋焊AA1070鋁板的成形性研究[D]. 孫風(fēng)蔚.華南理工大學(xué) 2010
[3]微合金化與原位顆粒協(xié)同作用鋁基復(fù)合材料的組織與性能[D]. 孫洪強(qiáng).江蘇大學(xué) 2007
[4]累積疊軋焊法制備超細(xì)晶鎂合金及組織細(xì)化機(jī)制研究[D]. 肖心萍.燕山大學(xué) 2006
本文編號(hào):3496642
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