在常規(guī)液態(tài)浸滲法制備Al2O3p/鋼鐵復(fù)合材料中,A1203顆粒與鋼鐵液的潤濕性差,毛細(xì)管力為浸滲阻力,導(dǎo)致浸滲動(dòng)力不足。雖然在傳統(tǒng)的擠壓鑄造中,鋼液在外加壓力的作用下能夠克服毛細(xì)阻力浸滲預(yù)制體,但是A1203顆粒與鋼鐵液還是不潤濕,復(fù)合材料浸滲深度增加不明顯。本課題之前的研究提出了同時(shí)采用外加壓力、在預(yù)制體中加入活化物質(zhì)和在擠壓模具內(nèi)表面鑲鑄一層保溫砂層的擠壓鑄造方法來制備Al2O3p/鋼鐵復(fù)合材料。這種方法能明顯增加復(fù)合材料的浸滲深度。因此,本文通過分析擠壓浸滲機(jī)制,建立了浸滲深度理論模型。并且從外加壓力、預(yù)制體預(yù)熱溫度和預(yù)制體中加入活化物質(zhì)三個(gè)方面對浸滲深度理論模型進(jìn)行了修正。本文在A1203預(yù)制體中加入Si粉,利用擠壓鑄造法制備了Al2O3p/40Cr復(fù)合材料。用Image-Pro Plus軟件分別測量了不同浸滲條件下復(fù)合材料的浸滲深度,并且修正和驗(yàn)證了浸滲模型。首先,從理論上推導(dǎo)出了浸滲深度和浸滲時(shí)間的關(guān)系。本模型的建立適用于浸滲方向上等效毛細(xì)管半徑不一樣和同時(shí)考慮凝固阻力和粘滯阻力對浸滲過程影響的體系。用ProCAST模擬預(yù)制體在浸滲方向上溫度分布,可知溫度和浸滲深度的平方...

【文章頁數(shù)】：117 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
    1.2 Al₂O₃p/鋼復(fù)合材料的概述
        1.2.1 Al₂O₃p/鋼復(fù)合材料的制備方法
        1.2.2 Al₂O₃p/鋼復(fù)合材料的應(yīng)用
        1.2.3 Al₂O₃p/鋼復(fù)合材料存在的問題
    1.3 液態(tài)法制備金屬基復(fù)合材料浸滲動(dòng)力學(xué)模型的研究進(jìn)展
        1.3.1 不發(fā)生反應(yīng)的浸滲動(dòng)力學(xué)模型
        1.3.2 反應(yīng)浸滲動(dòng)力學(xué)模型
        1.3.3 基于動(dòng)量守恒方程的浸滲動(dòng)力學(xué)模型
        1.3.4 基于達(dá)西定律的浸滲動(dòng)力學(xué)模型
        1.3.5 浸滲動(dòng)力學(xué)模型存在的問題及發(fā)展趨勢
    1.4 論文的研究意義及內(nèi)容
        1.4.1 研究意義
        1.4.2 研究內(nèi)容
第二章 試樣的制備及實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 Al₂O₃p/40Cr復(fù)合材料的制備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料的選用
        2.1.2 復(fù)合材料的制備工藝
    2.2 不同Si含量復(fù)合材料的制備
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料的選用
        2.2.2 制備方法及工藝
    2.3 實(shí)驗(yàn)方法
        2.3.1 理論模型的推導(dǎo)方法
        2.3.2 潤濕角的測量方法
        2.3.3 組織分析方法
        2.3.4 性能測試方法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 Al₂O₃p/鋼復(fù)合材料浸滲模型的理論推導(dǎo)
    3.1 用ProCAST模擬沿浸滲方向預(yù)制體的溫度分布
    3.2 論浸滲模型的推導(dǎo)
        3.2.1 實(shí)際金屬浸滲流體流動(dòng)的特點(diǎn)
        3.2.2 金屬浸滲過程的作用力分析
        3.2.3 浸滲深度與浸滲時(shí)間關(guān)系的推導(dǎo)
    3.3 本章小結(jié)
第四章 Al₂O₃p/鋼復(fù)合材料浸滲模型的修正及驗(yàn)證
    4.1 外加壓力對復(fù)合材料浸滲深度的影響
        4.1.1 外加壓力的選擇
        4.1.2 不同外加壓力下復(fù)合材料浸滲深度的測量
        4.1.3 數(shù)據(jù)的擬合及修正
    4.2 預(yù)制體預(yù)熱溫度對復(fù)合材料浸滲深度的影響
        4.2.1 預(yù)制體預(yù)熱溫度的選擇
        4.2.2 不同預(yù)制體預(yù)熱溫度下復(fù)合材料浸滲深度的測量
        4.2.3 數(shù)據(jù)的擬合及修正
    4.3 預(yù)制體中加入活化物質(zhì)對復(fù)合材料浸滲深度的影響
        4.3.1 活化物質(zhì)的選擇
        4.3.2 不同Si含量復(fù)合材料浸滲深度的測量
        4.3.3 不同Si含量浸滲深度數(shù)據(jù)的擬合及修正
        4.3.4 不同Si含量潤濕角實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合
        4.3.5 Si含量對復(fù)合材料浸滲深度的影響機(jī)制
    4.4 壓力、預(yù)熱溫度和潤濕角兩兩之間與浸滲深度的關(guān)系
    4.5 浸滲模型的驗(yàn)證
    4.6 本章小結(jié)
第五章 Al₂O₃p/鋼復(fù)合材料在耐磨耙齒上的應(yīng)用
    5.1 耙齒制備工藝的探討
        5.1.1 下模具的制備
        5.1.2 造型和預(yù)制體的制備
        5.1.3 活化物質(zhì)和擠壓鑄造工藝參數(shù)的選擇
    5.2 耙齒復(fù)合材料的顯微組織
        5.2.1 Si對復(fù)合材料組織的影響
        5.2.2 Si含量對復(fù)合材料組織的影響
    5.3 耙齒復(fù)合材料的沖擊磨料磨損性能
        5.3.1 Si含量對復(fù)合材料沖擊磨料磨損性能的影響
        5.3.2 顆粒體積分?jǐn)?shù)對復(fù)合材料沖擊磨料磨損性能的影響
        5.3.3 復(fù)合材料沖擊磨料磨損表面形貌分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 攻讀碩士期間研究成果目錄



本文編號(hào)：3776368