42CrMo鋼/銅合金復(fù)合材料的SPS制備及其界面研究
發(fā)布時間:2022-02-26 07:50
銅合金具有優(yōu)異的加工性、延展性、耐磨性和導(dǎo)電導(dǎo)熱性,在工業(yè)生產(chǎn)中是一種常用金屬材料,廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。柱塞泵里常用的耐磨零件如:轉(zhuǎn)子、滑靴等都是由銅合金材料制成,但與鋼相比銅強度低易變形,在惡劣工作條件環(huán)境里,常出現(xiàn)嚴(yán)重磨損,導(dǎo)致零件不能達(dá)到預(yù)期壽命而失效,既影響了設(shè)備正常工作又造成銅材料嚴(yán)重浪費,降低經(jīng)濟效益。以銅或銅合金作為基體,鋼作為襯層時,制得鋼背銅基復(fù)合材料零件是一個解決思路。鋼材價格相對便宜且具有良好的力學(xué)性能、工藝性能,如果可以用銅/鋼復(fù)合材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的純銅或銅合金材料制造零件,將節(jié)約大量貴金屬銅,從而大幅度降低生產(chǎn)成本;銅/鋼復(fù)合材料能既兼?zhèn)溷~鋼各自性能的優(yōu)點,又具有良好的綜合性能,必將獲得廣泛應(yīng)用。本文首先采用座滴法研究了銅合金對42CrMo鋼襯底的潤濕鋪展性能,通過掃描電子顯微鏡(SEM)、EDS能譜儀對潤濕界面顯微形貌和元素擴散進行了檢測分析,考察了42CrMo鋼和銅合金的可連接性。在此基礎(chǔ)上,用熔鑄法制備42CrMo鋼/鉛青銅復(fù)合材料,并探究分析結(jié)合面組織結(jié)構(gòu)特點和元素分布。由SEM圖可看出,在銅基體中出現(xiàn)鉛塊偏聚區(qū)域,鉛青銅和42CrMo鋼結(jié)合界面潤濕良好,...
【文章來源】:長安大學(xué)陜西省211工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 銅合金/鋼復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
1.3 銅/鋼雙金屬的結(jié)合界面
1.3.1 銅/鋼雙金屬結(jié)合界面的結(jié)合機制
1.3.2 銅/鋼雙金屬界面的結(jié)合類型
1.4 放電等離子燒結(jié)技術(shù)
1.4.1 放電等離子燒結(jié)技術(shù)簡介
1.4.2 放電等離子燒結(jié)技術(shù)在材料科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用
1.5 研究的主要內(nèi)容
第二章 試驗條件及方法
2.1 試驗原材料
2.2 試驗設(shè)備
2.3 試驗方法
2.3.1 42CrMo鋼/銅合金復(fù)合材料的SPS輔助連接制備
2.3.2 42CrMo鋼/銅合金復(fù)合材料連接性能的表征
2.3.3 銅合金對42CrMo鋼潤濕鋪展
第三章 銅合金對42CrMo鋼的潤濕性研究
3.1 前言
3.2 試驗材料
3.3 工藝參數(shù)制定
3.4 界面行為
3.5 本章小結(jié)
第四章 熔鑄法制備42CrMo鋼/鉛青銅復(fù)合材料界面及覆層微觀組織
4.1 前言
4.2 試驗材料及方法
4.3 試驗結(jié)果和分析
4.3.1 試樣制備
4.3.2 42CrMo鋼/鉛青銅復(fù)合材料結(jié)合面組織結(jié)構(gòu)觀察
4.3.3 42CrMo鋼/鉛青銅復(fù)合材料結(jié)合面元素分布特點分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 42CrMo鋼/銅合金復(fù)合材料的SPS輔助連接及其界面結(jié)構(gòu)研究
5.1 前言
5.2 溫度和保溫時間對42CrMo鋼/銅合金復(fù)合材料組織和性能的影響
5.2.1 溫度對42CrMo鋼/銅合金復(fù)合材料結(jié)合界面組織和性能的影響
5.2.2 保溫時間對42CrMo鋼/銅合金復(fù)合材料結(jié)合面組織和性能的影響
5.3 42CrMo鋼/銅合金復(fù)合材料SPS輔助連接制備工藝優(yōu)化
5.4 42CrMo鋼/銅合金復(fù)合材料SPS輔助連接界面特征
5.4.1 42CrMo鋼/銅合金復(fù)合材料結(jié)合面宏觀形貌
5.4.2 過渡層顯微組織
5.4.3 過渡層元素的擴散分布
5.5 42CrMo鋼/銅合金復(fù)合材料結(jié)合面組織形成機制及力學(xué)性能分析
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論和展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]攪拌摩擦焊設(shè)備和控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀[J]. 張鑫,韓冬,吳軍,孫杰. 熱加工工藝. 2018(05)
[2]銅/鋼雙金屬復(fù)合制備工藝技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 劉越,張?zhí)?孫愛新,朱麗娟. 材料導(dǎo)報. 2015(15)
[3]銅/鋼雙金屬泵體轉(zhuǎn)子界面結(jié)合技術(shù)研究[J]. 劉少杰,張國偉,王明杰. 熱加工工藝. 2015(07)
[4]45鋼/T2銅復(fù)合界面特征及性能分析[J]. 侯林濤,陳文革,劉盈斌,羅啟文,王碧軒. 材料熱處理學(xué)報. 2014(12)
[5]感應(yīng)加熱·顆粒離心熔鑄工藝制備鋼背銅鉛合金滑動軸承的研究[J]. 唐建達(dá),李婁明,朱正鋒,馬良,施旗紅. 機車車輛工藝. 2012(04)
[6]高強銅/鋼雙金屬復(fù)合導(dǎo)板的界面結(jié)合機制[J]. 張平,張元好,常慶明. 特種鑄造及有色合金. 2012(08)
[7]雙金屬復(fù)合管塑性成型有限元模擬[J]. 杜清松,曾德智,楊斌,張智,黃黎明. 天然氣工業(yè). 2008(09)
[8]放電等離子燒結(jié)(SPS)制備金屬材料研究進展[J]. 馬垚,周張健,姚偉志,宋書香,葛昌純. 材料導(dǎo)報. 2008(07)
[9]銅鋼雙金屬連鑄連軋工藝及設(shè)備研究[J]. 王華. 鑄造設(shè)備研究. 2008(03)
[10]CuPb24Sn4合金粉末與鋼燒結(jié)行為[J]. 王立生,劉德義,陳汝淑,劉世程. 大連交通大學(xué)學(xué)報. 2008(02)
碩士論文
[1]銅/鋼雙金屬復(fù)合材料的制備及其界面研究[D]. 張?zhí)?沈陽大學(xué) 2015
[2]T2銅與1Cr18Ni9Ti不繡鋼的雙絲焊工藝研究[D]. 姚飛.南京理工大學(xué) 2015
[3]高強銅/鋼雙金屬復(fù)合導(dǎo)板的成形工藝研究[D]. 張平.武漢科技大學(xué) 2012
[4]銅—鋼異種金屬雙絲焊工藝研究[D]. 吳博文.南京理工大學(xué) 2009
[5]新型高鋁青銅組織及腐蝕磨損行為的研究[D]. 袁利華.蘭州理工大學(xué) 2005
本文編號:3644260
【文章來源】:長安大學(xué)陜西省211工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 銅合金/鋼復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
1.3 銅/鋼雙金屬的結(jié)合界面
1.3.1 銅/鋼雙金屬結(jié)合界面的結(jié)合機制
1.3.2 銅/鋼雙金屬界面的結(jié)合類型
1.4 放電等離子燒結(jié)技術(shù)
1.4.1 放電等離子燒結(jié)技術(shù)簡介
1.4.2 放電等離子燒結(jié)技術(shù)在材料科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用
1.5 研究的主要內(nèi)容
第二章 試驗條件及方法
2.1 試驗原材料
2.2 試驗設(shè)備
2.3 試驗方法
2.3.1 42CrMo鋼/銅合金復(fù)合材料的SPS輔助連接制備
2.3.2 42CrMo鋼/銅合金復(fù)合材料連接性能的表征
2.3.3 銅合金對42CrMo鋼潤濕鋪展
第三章 銅合金對42CrMo鋼的潤濕性研究
3.1 前言
3.2 試驗材料
3.3 工藝參數(shù)制定
3.4 界面行為
3.5 本章小結(jié)
第四章 熔鑄法制備42CrMo鋼/鉛青銅復(fù)合材料界面及覆層微觀組織
4.1 前言
4.2 試驗材料及方法
4.3 試驗結(jié)果和分析
4.3.1 試樣制備
4.3.2 42CrMo鋼/鉛青銅復(fù)合材料結(jié)合面組織結(jié)構(gòu)觀察
4.3.3 42CrMo鋼/鉛青銅復(fù)合材料結(jié)合面元素分布特點分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 42CrMo鋼/銅合金復(fù)合材料的SPS輔助連接及其界面結(jié)構(gòu)研究
5.1 前言
5.2 溫度和保溫時間對42CrMo鋼/銅合金復(fù)合材料組織和性能的影響
5.2.1 溫度對42CrMo鋼/銅合金復(fù)合材料結(jié)合界面組織和性能的影響
5.2.2 保溫時間對42CrMo鋼/銅合金復(fù)合材料結(jié)合面組織和性能的影響
5.3 42CrMo鋼/銅合金復(fù)合材料SPS輔助連接制備工藝優(yōu)化
5.4 42CrMo鋼/銅合金復(fù)合材料SPS輔助連接界面特征
5.4.1 42CrMo鋼/銅合金復(fù)合材料結(jié)合面宏觀形貌
5.4.2 過渡層顯微組織
5.4.3 過渡層元素的擴散分布
5.5 42CrMo鋼/銅合金復(fù)合材料結(jié)合面組織形成機制及力學(xué)性能分析
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論和展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]攪拌摩擦焊設(shè)備和控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀[J]. 張鑫,韓冬,吳軍,孫杰. 熱加工工藝. 2018(05)
[2]銅/鋼雙金屬復(fù)合制備工藝技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 劉越,張?zhí)?孫愛新,朱麗娟. 材料導(dǎo)報. 2015(15)
[3]銅/鋼雙金屬泵體轉(zhuǎn)子界面結(jié)合技術(shù)研究[J]. 劉少杰,張國偉,王明杰. 熱加工工藝. 2015(07)
[4]45鋼/T2銅復(fù)合界面特征及性能分析[J]. 侯林濤,陳文革,劉盈斌,羅啟文,王碧軒. 材料熱處理學(xué)報. 2014(12)
[5]感應(yīng)加熱·顆粒離心熔鑄工藝制備鋼背銅鉛合金滑動軸承的研究[J]. 唐建達(dá),李婁明,朱正鋒,馬良,施旗紅. 機車車輛工藝. 2012(04)
[6]高強銅/鋼雙金屬復(fù)合導(dǎo)板的界面結(jié)合機制[J]. 張平,張元好,常慶明. 特種鑄造及有色合金. 2012(08)
[7]雙金屬復(fù)合管塑性成型有限元模擬[J]. 杜清松,曾德智,楊斌,張智,黃黎明. 天然氣工業(yè). 2008(09)
[8]放電等離子燒結(jié)(SPS)制備金屬材料研究進展[J]. 馬垚,周張健,姚偉志,宋書香,葛昌純. 材料導(dǎo)報. 2008(07)
[9]銅鋼雙金屬連鑄連軋工藝及設(shè)備研究[J]. 王華. 鑄造設(shè)備研究. 2008(03)
[10]CuPb24Sn4合金粉末與鋼燒結(jié)行為[J]. 王立生,劉德義,陳汝淑,劉世程. 大連交通大學(xué)學(xué)報. 2008(02)
碩士論文
[1]銅/鋼雙金屬復(fù)合材料的制備及其界面研究[D]. 張?zhí)?沈陽大學(xué) 2015
[2]T2銅與1Cr18Ni9Ti不繡鋼的雙絲焊工藝研究[D]. 姚飛.南京理工大學(xué) 2015
[3]高強銅/鋼雙金屬復(fù)合導(dǎo)板的成形工藝研究[D]. 張平.武漢科技大學(xué) 2012
[4]銅—鋼異種金屬雙絲焊工藝研究[D]. 吳博文.南京理工大學(xué) 2009
[5]新型高鋁青銅組織及腐蝕磨損行為的研究[D]. 袁利華.蘭州理工大學(xué) 2005
本文編號:3644260
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