發(fā)布時間：2021-12-10 01:08

　　非連續(xù)增強鎂基復(fù)合材料由于其質(zhì)輕、力學(xué)性能優(yōu)異、可二次塑性加工成形等特點而受到先進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)域的高度關(guān)注。相比應(yīng)用廣泛的鋁基復(fù)合材料,鎂基復(fù)合材料在工程領(lǐng)域的應(yīng)用仍受到很大限制。由于密排六方結(jié)構(gòu)鎂基體室溫滑移系少和增強體碳纖維的加入,使得鎂基復(fù)合材料的加工性能較差。為了使其在輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料中占有一席之地,亟需制定合適的二次塑性加工工藝制度以改善組織性能并最終實現(xiàn)其制件成形。本文針對鑄造法制備的短碳纖維增強鎂合金復(fù)合材料(C_sf/AZ91D),通過實驗研究了其高溫塑性變形力學(xué)行為,基于熱加工圖方法獲得了其在不同真應(yīng)變條件下的可加工性,結(jié)合實驗分析了復(fù)合材料在不同變形參數(shù)范圍內(nèi)的塑性加工失穩(wěn)機理。采用真空壓力浸滲工藝制備碳纖維體積分?jǐn)?shù)為20%的C_sf/AZ91D復(fù)合材料�；谄涓邷刈冃瘟髯儜�(yīng)力曲線及微觀組織金相觀察實驗,分析了變形溫度、應(yīng)變速率及應(yīng)變量對復(fù)合材料流變應(yīng)力和微觀變形機制的影響;建立了纖維體積分?jǐn)?shù)為20%的C_sf/AZ91D復(fù)合材料高溫流變力學(xué)本構(gòu)模型和其在真應(yīng)變0.2、0.4、0.6和0.7下的熱加工圖。基于所建立... 

【文章來源】：南昌航空大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

預(yù)制體制備工藝流程圖

圖 2-2 短切碳纖維的長度分布 圖 2-3 預(yù)制體實物圖2.3.2 復(fù)合材料制備本文采用基于反重力鑄造原理的真空壓力浸滲法制備 Csf/AZ91D 復(fù)合材料，此法制備復(fù)合材料具有工藝簡單、實驗參數(shù)可控、過程安全等優(yōu)點，真空壓力浸滲裝置示意圖如圖 2-4 所示。真空壓力浸滲法制備工藝流程如下：(1)由設(shè)定的預(yù)制體體積分?jǐn)?shù)推算出所需鎂合金 AZ91D 的質(zhì)量。將稱好一定質(zhì)量的鎂合金鑄錠和封裝有預(yù)制體的不銹鋼模具分別放入熔化室和浸滲室，關(guān)閉上蓋。值得說明的是封裝有預(yù)制體的不銹鋼模具在放入浸滲室前需要檢查氣密性；(2)將兩室抽真空，真空度達(dá)到 30Pa 停止抽真空，充入氬氣至 0.4-0.6Mpa，反復(fù)操作 4-6 次，確保將空氣排出爐外；(3)開啟預(yù)熱裝置，按照設(shè)定的升溫曲線加熱，達(dá)到浸滲溫度后，為使?fàn)t內(nèi)溫度均勻化還需保溫 1h；(4)再一次抽真空至 30Pa 左右，此時爐內(nèi)真空度不能過大，防止液態(tài)鎂合金過快蒸發(fā)，升起坩堝使得升液管插入液態(tài)鎂合金中并立即沖入 8Mpa 氬氣，通過

圖 2-2 短切碳纖維的長度分布 圖 2-3 預(yù)制體實物圖2.3.2 復(fù)合材料制備本文采用基于反重力鑄造原理的真空壓力浸滲法制備 Csf/AZ91D 復(fù)合材料，此法制備復(fù)合材料具有工藝簡單、實驗參數(shù)可控、過程安全等優(yōu)點，真空壓力浸滲裝置示意圖如圖 2-4 所示。真空壓力浸滲法制備工藝流程如下：(1)由設(shè)定的預(yù)制體體積分?jǐn)?shù)推算出所需鎂合金 AZ91D 的質(zhì)量。將稱好一定質(zhì)量的鎂合金鑄錠和封裝有預(yù)制體的不銹鋼模具分別放入熔化室和浸滲室，關(guān)閉上蓋。值得說明的是封裝有預(yù)制體的不銹鋼模具在放入浸滲室前需要檢查氣密性；(2)將兩室抽真空，真空度達(dá)到 30Pa 停止抽真空，充入氬氣至 0.4-0.6Mpa，反復(fù)操作 4-6 次，確保將空氣排出爐外；(3)開啟預(yù)熱裝置，按照設(shè)定的升溫曲線加熱，達(dá)到浸滲溫度后，為使?fàn)t內(nèi)溫度均勻化還需保溫 1h；(4)再一次抽真空至 30Pa 左右，此時爐內(nèi)真空度不能過大，防止液態(tài)鎂合金過快蒸發(fā)，升起坩堝使得升液管插入液態(tài)鎂合金中并立即沖入 8Mpa 氬氣，通過

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鑄態(tài)鎂合金AZ91D熱壓縮微觀組織演變本構(gòu)模型[J]. 黃飚,王振軍,陳智,尚鴻甫,余歡.  塑性工程學(xué)報. 2017(05)
[2]短切碳纖維/AZ91D鎂合金復(fù)合材料高溫變形動態(tài)再結(jié)晶行為[J]. 黃飚,王振軍,邱旭東,余歡,徐志鋒.  復(fù)合材料學(xué)報. 2018(06)
[3]真空浸滲Csf/AZ91D復(fù)合材料的高溫變形行為與機理[J]. 尚鴻甫,王振軍,黃飚,朱世學(xué),余歡.  特種鑄造及有色合金. 2016(08)
[4]熱壓擴散法制備層壓編織Cf/Al復(fù)合材料工藝研究[J]. 帥甜田,盧百平,余歡,謝云龍.  特種鑄造及有色合金. 2015(01)
[5]復(fù)合材料在飛機主承力結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用及無損檢測標(biāo)準(zhǔn)[J]. 施曉春,馮浩,羅琳胤,曾小苗.  航空制造技術(shù). 2014(22)
[6]金屬基復(fù)合材料概述[J]. 王燕,朱曉林,朱宇宏,姚強.  中國標(biāo)準(zhǔn)化. 2013(05)
[7]連續(xù)纖維增強金屬基復(fù)合材料的研制進(jìn)展及關(guān)鍵問題[J]. 王濤,趙宇新,付書紅,張勇,曾維虎,韋家虎,李釗.  航空材料學(xué)報. 2013(02)
[8]變形鎂合金中的織構(gòu)及其優(yōu)化設(shè)計[J]. 丁文江,靳麗,吳文祥,董杰.  中國有色金屬學(xué)報. 2011(10)
[9]應(yīng)變率及溫度對復(fù)合材料TP-650力學(xué)性能的影響[J]. 李偉,宋衛(wèi)東,寧建國,毛小南.  稀有金屬材料與工程. 2010(07)
[10]硼酸鎂晶須增強鎂基復(fù)合材料高溫蠕變性能[J]. 王金輝,金培鵬,馬國俊,郭彥宏.  熱加工工藝. 2010(08)

博士論文
[1]短碳纖維增強鎂基復(fù)合材料的制備及其性能的研究[D]. 任富忠.重慶大學(xué) 2011
[2]TC11鈦合金葉輪類復(fù)雜構(gòu)件等溫成形規(guī)律與數(shù)值模擬[D]. 史科.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008

碩士論文
[1]Csf/AZ91D復(fù)合材料高溫變形組織演變行為及其數(shù)值模擬[D]. 黃飚.南昌航空大學(xué) 2017
[2]真空壓力浸滲制備Csf/AZ91D復(fù)合材料的高溫變形力學(xué)與組織演變行為研究[D]. 尚鴻甫.南昌航空大學(xué) 2016
[3]Csf/AZ91D復(fù)合材料近基體固相線塑性變形力學(xué)本構(gòu)關(guān)系研究[D]. 張良.南昌航空大學(xué) 2014
[4]Mg2Si/Mg-Sn基復(fù)合材料的組織控制與高溫蠕變行為研究[D]. 蔡添祥.華南理工大學(xué) 2013
[5]晶須增強鎂基復(fù)合材料在熱循環(huán)載荷下的力學(xué)行為研究[D]. 張飛.青海大學(xué) 2012
[6]納米Al2O3顆粒增強鋁基復(fù)合材料力學(xué)性能的研究[D]. 李鴻杰.中北大學(xué) 2011
[7]AZ91D熱處理中β相的析出特征對合金組織及力學(xué)性能的影響[D]. 韓秋華.蘭州理工大學(xué) 2011
[8]短纖維增強鋁基復(fù)合材料制備工藝與性能研究[D]. 趙文俠.河南科技大學(xué) 2010
[9]顆粒增強鎂基復(fù)合材料高溫性能及熱加工圖研究[D]. 劉睿.上海交通大學(xué) 2010
[10]反應(yīng)合成Ag/SnO2復(fù)合材料擠壓過程的有限元模擬[D]. 劉滿門.昆明理工大學(xué) 2008



本文編號：3531632