鎂基復合材料由于其密度較小可用來改善鎂合金的力學性能,因此在汽車和航空航天領域擁有廣泛的應用前景。與其他類型鎂基復合材料相比,顆粒增強鎂基復合材料具有更低的制備成本和更好的成形性能,從而獲得了廣泛的關注。大塑性變形加工后,復合材料的微觀組織會得到細化,以提升其性能。然而常規(guī)擠壓變形后,復合材料微觀組織細化不均勻,增強體顆粒在基體內(nèi)的再分散效果較差,不利于鎂基復合材料的推廣。本文通過半固態(tài)機械攪拌方法,采用AZ91D合金作為基體,50nm的SiC顆粒作為增強體顆粒制備鎂基復合材料,隨后對所制備的復合材料進行溫差擠壓變形。研究發(fā)現(xiàn)增強體顆粒粒徑越小,復合材料力學性能提升效果越顯著。溫差擠壓變形過程中,由于熱傳導效應,擠壓錠始終處于溫差狀態(tài),對復合材料的微觀組織、力學性能、納米SiC顆粒在復合材料中的再分散效果都會產(chǎn)生重要影響。通過對鑄態(tài)、擠壓態(tài)x%SiC/AZ91D復合材料微觀組織、力學性能、斷口形貌以及顯微硬度的分析,揭示其細化機制以及強化機理。研究結果表明:隨著納米SiC顆粒的含量增多,x%SiC/AZ91D復合材料的微觀組織越細小,與常規(guī)擠壓變形相比,溫差擠壓變形更有助于納米SiC顆... 

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 復合材料制備方法
        1.2.1 粉末冶金方法
        1.2.2 原位反應合成法
        1.2.3 攪拌鑄造法
    1.3 復合材料的成型方法
        1.3.1 等通道轉角擠壓
        1.3.2 鍛造
        1.3.3 熱擠壓
    1.4 溫差擠壓
    1.5 課題研究目的意義及主要研究內(nèi)容
        1.5.1 目的意義
        1.5.2 主要研究內(nèi)容
第2章 實驗方案及方法
    2.1 實驗流程
    2.2 實驗材料
        2.2.1 基體材料
        2.2.2 增強體材料
    2.3 復合材料的制備
    2.4 擠壓試驗
    2.5 顯微組織分析
        2.5.1 掃面電鏡及能譜分析
        2.5.2 X射線衍射分析
        2.5.3 TEM分析
    2.6 力學性能測試
        2.6.1 室溫拉伸試驗
        2.6.2 顯微硬度
        2.6.3 斷口形貌
    2.7 本章小結
第3章 x%SiC/AZ91D復合材料鑄態(tài)組織及力學性能的分析
    3.1 引言
    3.2 x%SiC顆粒對復合材料鑄態(tài)組織的影響
        3.2.1 x%SiC顆粒對微觀組織的影響
        3.2.2 x%SiC顆粒對復合材料元素分布的影響
    3.3 x%SiC顆粒對復合材料晶粒尺寸的影響及細化機制分析
        3.3.1 x%SiC顆粒對復合材料晶粒尺寸的影響
        3.3.2 復合材料晶粒細化機制分析
    3.4 x%SiC顆粒對復合材料力學性能的影響
        3.4.1 真應力-應變曲線
        3.4.2 x%SiC顆粒對復合材料斷口形貌的影響
        3.4.3 x%SiC顆粒對復合材料硬度的影響
        3.4.4 復合材料強化機理分析
    3.5 本章小結
第4章 常規(guī)擠壓對x%SiC/AZ91D復合材料組織及力學性能的影響
    4.1 引言
    4.2 擠壓件宏觀形貌
    4.3 常規(guī)擠壓對復合材料微觀組織的影響
        4.3.1 常規(guī)擠壓對復合材料微觀組織形貌的影響
        4.3.2 常規(guī)擠壓對復合材料晶粒尺寸的影響
        4.3.3 常規(guī)擠壓晶粒細化機制
    4.4 常規(guī)擠壓對復合材料力學性能的影響
        4.4.1 真應力-應變曲線
        4.4.2 常規(guī)擠壓對復合材料硬度的影響
        4.4.3 常規(guī)擠壓對復合材料斷口形貌的影響
        4.4.4 常規(guī)擠壓強化機理的分析
    4.5 本章小結
第5章 溫差擠壓對x%SiC/AZ91D復合材料組織和力學性能的影響
    5.1 引言
    5.2 溫差擠壓件宏觀形貌
    5.3 溫差擠壓對復合材料微觀組織的影響
        5.3.1 溫差擠壓對復合材料微觀組織形貌的影響
        5.3.2 溫差擠壓對復合材料晶粒尺寸的影響
        5.3.3 溫差擠壓細化機制分析
    5.4 溫差擠壓對復合材料力學性能的影響
        5.4.1 真應力-應變曲線
        5.4.2 溫差擠壓對復合材料顯微硬度的影響
        5.4.3 溫差擠壓對復合材料斷口形貌的影響
        5.4.4 溫差擠壓強化機理分析
    5.5 擠壓方式對復合材料組織及力學性能的影響
        5.5.1 擠壓方式對0.5%SiC/AZ91D復合材料組織形貌的影響
        5.5.2 擠壓方式對0.5%SiC/AZ91D復合材料力學性能的影響
        5.5.3 擠壓方式對0.5%SiC/AZ91D復合材料斷口形貌的影響
    5.6 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]粉末冶金壓制成形理論與工藝綜述[J]. 張廣慶,徐楠,王瑗.  熱加工工藝. 2017(19)
[2]原位反應鑄造法制備顆粒增強鐵基復合材料的研究現(xiàn)狀[J]. 黃曉冬,宋延沛.  鑄造技術. 2017(05)
[3]顆粒增強鎂基復合材料的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 張善保,于思榮,許駿,李景達,劉恩洋,袁明,唐夢龍.  鑄造技術. 2016(01)
[4]原位自生Mg2Si/Mg基復合材料的高溫蠕變行為[J]. 蔡添祥,鄭小平,李文芳,杜軍.  鑄造技術. 2012(09)
[5]SiCp/AZ61鎂基復合材料制備工藝和性能的研究[J]. 張發(fā)云,閆洪,陳國香,周天瑞,揭小平,胡強,王建金.  鑄造. 2007(06)
[6]Microstructure and mechanical properties of AZ31-0.5%Si alloy processed by ECAP[J]. 王渠東,陳勇軍,張陸軍,林金寶,翟春泉.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2006(S3)
[7]顆粒尺寸對顆粒增強型金屬基復合材料動態(tài)特性的影響[J]. 于敬宇,李玉龍,周宏霞,徐緋.  復合材料學報. 2005(05)

博士論文
[1]反復壓縮大塑性變形制備鎂基復合材料的組織與性能研究[D]. 郭煒.上海交通大學 2013
[2]螺旋磁場對ZK60合金凝固過程的影響及溫差擠壓強韌化機理研究[D]. 李彩霞.哈爾濱理工大學 2013
[3]攪拌鑄造SiC顆粒增強鎂基復合材料高溫變形行為研究[D]. 王曉軍.哈爾濱工業(yè)大學 2008

碩士論文
[1]納米SiC顆粒增強Mg-9Al-lSi復合材料的ECAP變形組織及高溫蠕變行為研究[D]. 王萬華.太原理工大學 2017
[2]熱變形對Mg-Al-Ca合金及SiCp/Mg-Al-Ca復合材料的顯微組織和力學性能的影響[D]. 蘇坤.太原理工大學 2016
[3]n-SiCp/AZ91D復合材料及半固態(tài)組織性能研究[D]. 倪旭武.華東交通大學 2015



本文編號：3675441