(Mg 2 B 2 O 5 w+ND)/ZK60復(fù)合材料的制備與摩擦磨損性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-23 20:31
鎂合金的強(qiáng)度、硬度及耐磨性等性能不夠理想,使其在民用結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用受限,因此本文旨在制備出具有優(yōu)良耐磨性能的鎂基復(fù)合材料,擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。對(duì)力學(xué)性能及摩擦磨損性能進(jìn)行測(cè)試,并分析其磨損機(jī)制。采用粉末冶金的方法制備了致密的ZK60合金、1wt.%ND/ZK60、(1wt.%Mg2B2O5w+1wt.%ND)/ZK60及(2wt.%Mg2B2O5w+1wt.%ND)/ZK60復(fù)合材料,發(fā)現(xiàn)隨著增強(qiáng)體添加量的增大,晶粒尺寸逐漸減小,經(jīng)過XRD表征發(fā)現(xiàn)基體與增強(qiáng)體之間沒有發(fā)生界面反應(yīng)。通過力學(xué)性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)隨著增強(qiáng)體添加量的增大,材料的硬度呈現(xiàn)出遞增趨勢(shì),最大值達(dá)到99 HBS,伸長(zhǎng)率則呈現(xiàn)出遞減趨勢(shì)。1wt.%ND/ZK60復(fù)合材料的室溫拉伸強(qiáng)度最佳,分別為272.0 MPa(UTS)和175.9 MPa(YS)。隨著晶須的添加,材料的斷裂機(jī)制為由于缺陷造成的脆性斷裂。干摩擦?xí)r,材料的質(zhì)量磨損率都隨著轉(zhuǎn)速的增大呈現(xiàn)出遞減趨勢(shì),隨著載荷的增大而增大,基體鎂合金的質(zhì)量磨損率大體上低于復(fù)合材料。隨著轉(zhuǎn)速和載荷的增大,磨損機(jī)制都由磨粒磨損為主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)閯儗幽p為主導(dǎo)。潤滑摩擦?xí)r,材料的質(zhì)量磨損率都隨著轉(zhuǎn)...
【文章來源】:青海大學(xué)青海省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 鎂基復(fù)合材料的組成
1.2.1 基體鎂合金
1.2.2 增強(qiáng)體
1.2.2.1 纖維增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料
1.2.2.2 顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料
1.2.2.3 晶須增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料
1.2.2.4 鎂基納米復(fù)合材料
1.2.2.5 混雜增強(qiáng)體增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料
1.3 鎂基復(fù)合材料的制備
1.3.1 鑄造法
1.3.2 粉末冶金法
1.3.3 噴射法
1.3.4 熔體浸滲法
1.3.5 其他方法
1.4 鎂基復(fù)合材料的摩擦磨損研究
1.4.1 摩擦磨損理論
1.4.2 影響因素
1.4.3 磨損機(jī)制
1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 復(fù)合材料的制備與試驗(yàn)方法
2.1 技術(shù)路線
2.2 試驗(yàn)材料
2.3 試驗(yàn)設(shè)備
2.5 復(fù)合材料的制備
2.5.1 球磨混粉
2.5.2 真空熱壓燒結(jié)
2.5.3 熱擠壓
2.6 復(fù)合材料的表征與性能測(cè)試
2.6.1 金相組織觀察
2.6.2 SEM觀察及EDS測(cè)試分析
2.6.3 XRD物相分析
2.6.4 TG/DSC熱分析
2.6.5 硬度測(cè)試
2.6.6 室溫拉伸試驗(yàn)
2.6.7 摩擦磨損試驗(yàn)
第3章 復(fù)合材料的顯微組織與力學(xué)性能
3.1 混料均勻性分析
3.2 復(fù)合材料顯微組織
3.2.1 真空熱壓燒結(jié)材料顯微組織
3.2.2 熱擠壓材料顯微組織
3.2.3 復(fù)合材料形貌及物相分析
3.3 復(fù)合材料的力學(xué)性能
3.3.1 復(fù)合材料的力學(xué)性能測(cè)試
3.3.2 復(fù)合材料的斷口形貌分析
3.4 小結(jié)
第4章 復(fù)合材料的摩擦磨損性能
4.1 引言
4.2 試驗(yàn)方法
4.2.1 試驗(yàn)設(shè)備
4.2.2 試驗(yàn)材料及方案
4.3 干摩擦試驗(yàn)結(jié)果分析
4.3.1 滑動(dòng)距離對(duì)摩擦系數(shù)的影響
4.3.2 轉(zhuǎn)速對(duì)摩擦磨損性能的影響
4.3.3 載荷對(duì)摩擦磨損性能的影響
4.4 潤滑摩擦試驗(yàn)結(jié)果分析
4.4.1 滑動(dòng)距離對(duì)摩擦系數(shù)的影響
4.4.2 轉(zhuǎn)速對(duì)摩擦磨損性能的影響
4.4.3 載荷對(duì)摩擦磨損性能的影響
4.5 小結(jié)
第5章 復(fù)合材料的磨損機(jī)制
5.1 引言
5.2 干摩擦條件下復(fù)合材料的磨損形貌及機(jī)制
5.2.1 材料種類對(duì)磨損機(jī)制的影響
5.2.2 載荷對(duì)磨損機(jī)制的影響
5.2.3 轉(zhuǎn)速對(duì)磨損機(jī)制的影響
5.3 潤滑摩擦條件下復(fù)合材料的磨損形貌及機(jī)制
5.3.1 材料種類對(duì)磨損機(jī)制的影響
5.3.2 載荷對(duì)磨損機(jī)制的影響
5.3.3 轉(zhuǎn)速對(duì)磨損機(jī)制的影響
5.4 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]石墨烯和石墨增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的摩擦磨損性能(英文)[J]. 李景夫,張雷,肖金坤,周科朝. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(10)
[2]Enhanced ductility of Mg–3Al–1Zn alloy reinforced with short length multiwalled carbon nanotubes using a powder metallurgy method[J]. Muhammad Rashad,Fusheng Pan,Muhammad Asif,Li Li. Progress in Natural Science:Materials International. 2015(04)
[3]金屬誘發(fā)無壓浸滲技術(shù)制備B4C/Mg復(fù)合材料的磨損行為與機(jī)制(英文)[J]. 姚彥桃,姜瀾,付高峰,陳禮清. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(08)
[4]二硫化鎢含量對(duì)銅-石墨-二硫化鎢復(fù)合材料電滑動(dòng)磨損性能的影響(英文)[J]. 錢剛,鳳儀,陳陽明,莫飛,王雨晴,劉文宏. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(06)
[5]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)
[6]Processing,Microstructures,and Mechanical Properties of Magnesium Matrix Composites:A Review[J]. Liqing Chen,Yantao Yao. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2014(05)
[7]Effects of Processing Technologies on Mechanical Properties of SiC Particulate Reinforced Magnesium Matrix Composites[J]. 樊建鋒,ZHANG Hua,DONG Hongbiao,XU Bingshe,ZHANG Zhifeng,SHI Likai. Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science Edition). 2014(04)
[8]Tensile Strength and Electrical Conductivity of Carbon Nanotube Reinforced Aluminum Matrix Composites Fabricated by Powder Metallurgy Combined with Friction Stir Processing[J]. Z.Y.Liu,B.L.Xiao,W.G.Wang,Z.Y.Ma. Journal of Materials Science & Technology. 2014(07)
[9]Mg-11Y-5Gd-2Zn鎂合金干滑動(dòng)的摩擦磨損行為(英文)[J]. 胡茂良,王渠東,李程,丁文江. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(08)
[10]AZ31B鎂合金及其納米復(fù)合材料的滑動(dòng)磨損行為(英文)[J]. M. SRINIVASAN,C. LOGANATHAN,M. KAMARAJ,Q. B. NGUYEN,M. GUPTA,R. NARAYANASAMY. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(01)
博士論文
[1]粉末熱擠壓制備高性能鎂合金研究[D]. 張振亞.山東大學(xué) 2010
碩士論文
[1]金剛石顆粒增強(qiáng)AZ91鎂基復(fù)合材料組織與性能研究[D]. 丁超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]粉末冶金法制備SiCw/AZ91復(fù)合材料研究[D]. 陳小偉.鄭州大學(xué) 2013
[3]粉末冶金法制備碳納米管增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料工藝研究[D]. 王譽(yù).東北大學(xué) 2012
[4]納米SiCp/AZ91復(fù)合材料的制備與熱變形行為的研究[D]. 徐鐳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[5]碳納米管增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的力學(xué)性能研究[D]. 徐鶯歌.蘭州理工大學(xué) 2010
[6]硼酸鎂(硼酸鋁)晶須增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料摩擦磨損性能研究[D]. 劉孝根.蘭州理工大學(xué) 2008
[7]擠壓及熱處理工藝對(duì)ZK60鎂合金組織與性能的影響[D]. 耿義海.中北大學(xué) 2008
[8]無壓浸滲法制備Al2O3f/AZ91D復(fù)合材料工藝及性能研究[D]. 金志新.西安理工大學(xué) 2008
[9]粉末冶金法制備納米金剛石/銅基復(fù)合材料及其性能研究[D]. 劉輝.天津大學(xué) 2007
[10]粉末冶金法制備硼酸鎂晶須增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的研究[D]. 王殊.天津大學(xué) 2007
本文編號(hào):3514593
【文章來源】:青海大學(xué)青海省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 鎂基復(fù)合材料的組成
1.2.1 基體鎂合金
1.2.2 增強(qiáng)體
1.2.2.1 纖維增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料
1.2.2.2 顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料
1.2.2.3 晶須增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料
1.2.2.4 鎂基納米復(fù)合材料
1.2.2.5 混雜增強(qiáng)體增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料
1.3 鎂基復(fù)合材料的制備
1.3.1 鑄造法
1.3.2 粉末冶金法
1.3.3 噴射法
1.3.4 熔體浸滲法
1.3.5 其他方法
1.4 鎂基復(fù)合材料的摩擦磨損研究
1.4.1 摩擦磨損理論
1.4.2 影響因素
1.4.3 磨損機(jī)制
1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 復(fù)合材料的制備與試驗(yàn)方法
2.1 技術(shù)路線
2.2 試驗(yàn)材料
2.3 試驗(yàn)設(shè)備
2.5 復(fù)合材料的制備
2.5.1 球磨混粉
2.5.2 真空熱壓燒結(jié)
2.5.3 熱擠壓
2.6 復(fù)合材料的表征與性能測(cè)試
2.6.1 金相組織觀察
2.6.2 SEM觀察及EDS測(cè)試分析
2.6.3 XRD物相分析
2.6.4 TG/DSC熱分析
2.6.5 硬度測(cè)試
2.6.6 室溫拉伸試驗(yàn)
2.6.7 摩擦磨損試驗(yàn)
第3章 復(fù)合材料的顯微組織與力學(xué)性能
3.1 混料均勻性分析
3.2 復(fù)合材料顯微組織
3.2.1 真空熱壓燒結(jié)材料顯微組織
3.2.2 熱擠壓材料顯微組織
3.2.3 復(fù)合材料形貌及物相分析
3.3 復(fù)合材料的力學(xué)性能
3.3.1 復(fù)合材料的力學(xué)性能測(cè)試
3.3.2 復(fù)合材料的斷口形貌分析
3.4 小結(jié)
第4章 復(fù)合材料的摩擦磨損性能
4.1 引言
4.2 試驗(yàn)方法
4.2.1 試驗(yàn)設(shè)備
4.2.2 試驗(yàn)材料及方案
4.3 干摩擦試驗(yàn)結(jié)果分析
4.3.1 滑動(dòng)距離對(duì)摩擦系數(shù)的影響
4.3.2 轉(zhuǎn)速對(duì)摩擦磨損性能的影響
4.3.3 載荷對(duì)摩擦磨損性能的影響
4.4 潤滑摩擦試驗(yàn)結(jié)果分析
4.4.1 滑動(dòng)距離對(duì)摩擦系數(shù)的影響
4.4.2 轉(zhuǎn)速對(duì)摩擦磨損性能的影響
4.4.3 載荷對(duì)摩擦磨損性能的影響
4.5 小結(jié)
第5章 復(fù)合材料的磨損機(jī)制
5.1 引言
5.2 干摩擦條件下復(fù)合材料的磨損形貌及機(jī)制
5.2.1 材料種類對(duì)磨損機(jī)制的影響
5.2.2 載荷對(duì)磨損機(jī)制的影響
5.2.3 轉(zhuǎn)速對(duì)磨損機(jī)制的影響
5.3 潤滑摩擦條件下復(fù)合材料的磨損形貌及機(jī)制
5.3.1 材料種類對(duì)磨損機(jī)制的影響
5.3.2 載荷對(duì)磨損機(jī)制的影響
5.3.3 轉(zhuǎn)速對(duì)磨損機(jī)制的影響
5.4 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]石墨烯和石墨增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的摩擦磨損性能(英文)[J]. 李景夫,張雷,肖金坤,周科朝. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(10)
[2]Enhanced ductility of Mg–3Al–1Zn alloy reinforced with short length multiwalled carbon nanotubes using a powder metallurgy method[J]. Muhammad Rashad,Fusheng Pan,Muhammad Asif,Li Li. Progress in Natural Science:Materials International. 2015(04)
[3]金屬誘發(fā)無壓浸滲技術(shù)制備B4C/Mg復(fù)合材料的磨損行為與機(jī)制(英文)[J]. 姚彥桃,姜瀾,付高峰,陳禮清. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(08)
[4]二硫化鎢含量對(duì)銅-石墨-二硫化鎢復(fù)合材料電滑動(dòng)磨損性能的影響(英文)[J]. 錢剛,鳳儀,陳陽明,莫飛,王雨晴,劉文宏. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(06)
[5]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)
[6]Processing,Microstructures,and Mechanical Properties of Magnesium Matrix Composites:A Review[J]. Liqing Chen,Yantao Yao. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2014(05)
[7]Effects of Processing Technologies on Mechanical Properties of SiC Particulate Reinforced Magnesium Matrix Composites[J]. 樊建鋒,ZHANG Hua,DONG Hongbiao,XU Bingshe,ZHANG Zhifeng,SHI Likai. Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science Edition). 2014(04)
[8]Tensile Strength and Electrical Conductivity of Carbon Nanotube Reinforced Aluminum Matrix Composites Fabricated by Powder Metallurgy Combined with Friction Stir Processing[J]. Z.Y.Liu,B.L.Xiao,W.G.Wang,Z.Y.Ma. Journal of Materials Science & Technology. 2014(07)
[9]Mg-11Y-5Gd-2Zn鎂合金干滑動(dòng)的摩擦磨損行為(英文)[J]. 胡茂良,王渠東,李程,丁文江. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(08)
[10]AZ31B鎂合金及其納米復(fù)合材料的滑動(dòng)磨損行為(英文)[J]. M. SRINIVASAN,C. LOGANATHAN,M. KAMARAJ,Q. B. NGUYEN,M. GUPTA,R. NARAYANASAMY. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(01)
博士論文
[1]粉末熱擠壓制備高性能鎂合金研究[D]. 張振亞.山東大學(xué) 2010
碩士論文
[1]金剛石顆粒增強(qiáng)AZ91鎂基復(fù)合材料組織與性能研究[D]. 丁超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]粉末冶金法制備SiCw/AZ91復(fù)合材料研究[D]. 陳小偉.鄭州大學(xué) 2013
[3]粉末冶金法制備碳納米管增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料工藝研究[D]. 王譽(yù).東北大學(xué) 2012
[4]納米SiCp/AZ91復(fù)合材料的制備與熱變形行為的研究[D]. 徐鐳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[5]碳納米管增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的力學(xué)性能研究[D]. 徐鶯歌.蘭州理工大學(xué) 2010
[6]硼酸鎂(硼酸鋁)晶須增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料摩擦磨損性能研究[D]. 劉孝根.蘭州理工大學(xué) 2008
[7]擠壓及熱處理工藝對(duì)ZK60鎂合金組織與性能的影響[D]. 耿義海.中北大學(xué) 2008
[8]無壓浸滲法制備Al2O3f/AZ91D復(fù)合材料工藝及性能研究[D]. 金志新.西安理工大學(xué) 2008
[9]粉末冶金法制備納米金剛石/銅基復(fù)合材料及其性能研究[D]. 劉輝.天津大學(xué) 2007
[10]粉末冶金法制備硼酸鎂晶須增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的研究[D]. 王殊.天津大學(xué) 2007
本文編號(hào):3514593
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