鎂/鋁爆炸復(fù)合板軋制工藝及界面行為研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-25 10:57
鎂合金材料具有質(zhì)輕、比強(qiáng)高、減震性優(yōu)異和資源豐富等特點(diǎn),使其應(yīng)用前景十分廣泛。但由于其室溫成形困難、耐腐蝕性差,阻礙了其應(yīng)用范圍的擴(kuò)大。因此考慮在鎂合金表面覆鋁的方法,制備鎂/鋁復(fù)合板,來改善鎂合金的表面性能和使用性能。結(jié)合鎂合金復(fù)合材料制備工藝,采用爆炸焊接+軋制復(fù)合制備復(fù)合板,先由爆炸焊接制備復(fù)合板粗坯,后經(jīng)軋制復(fù)合獲得綜合性能較好且厚度較薄的鎂/鋁復(fù)合板。本課題通過爆炸焊接+軋制復(fù)合制備鎂/鋁復(fù)合板,對復(fù)合板的軋制工藝進(jìn)行研究,確定可獲得表面質(zhì)量高、性能較好的薄板的軋制工藝方案,并對復(fù)合板軋后熱處理進(jìn)行探究,在一定程度上為后續(xù)的實(shí)際生產(chǎn)和板料成形提供技術(shù)支持。本文首先通過爆炸焊接工藝,優(yōu)化爆炸工藝參數(shù),成功制備出厚度約為12mm的AZ31B/6061爆炸復(fù)合板,對爆炸復(fù)合板進(jìn)行界面和組織觀察。復(fù)合板結(jié)合界面呈正弦波形,在鎂合金側(cè)形成與結(jié)合界面呈45°夾角的絕熱剪切帶,鎂合金中心出現(xiàn)大量孿晶組織。顯微硬度檢測結(jié)果顯示,由于爆炸載荷作用引起塑性變形硬化,復(fù)合板界面顯微硬度明顯高于兩側(cè)組元金屬材料。為消除爆炸復(fù)合引起的加工硬化,并消除鎂合金側(cè)形成的絕熱剪切帶,軋制前對復(fù)合板進(jìn)行軋前熱處...
【文章來源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 金屬復(fù)合材料的歷史與現(xiàn)狀
1.2 疊層金屬復(fù)合材料的制備及其研究現(xiàn)狀
1.2.1 疊層金屬復(fù)合材料的制備工藝
1.2.2 疊層金屬復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
1.3 鎂/鋁疊層復(fù)合板制備方法及研究現(xiàn)狀
1.4 課題背景及意義
1.5 本課題研究的主要內(nèi)容
第二章 軋前熱處理工藝對鎂/鋁爆炸復(fù)合板界面組織和性能的影響
2.1 材料制備
2.1.1 試驗(yàn)材料
2.1.2 復(fù)合板的爆炸焊接過程
2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.3 實(shí)驗(yàn)方法
2.4 軋前熱處理對鎂/鋁爆炸復(fù)合板界面組織和性能的影響
2.4.1 熱處理溫度對鎂/鋁爆炸復(fù)合板界面擴(kuò)散層厚度的影響
2.4.2 熱處理溫度對鎂/鋁爆炸復(fù)合板鎂側(cè)顯微組織的影響
2.4.3 熱處理溫度對鎂/鋁爆炸復(fù)合板鎂側(cè)顯微硬度的影響
2.5 本章小結(jié)
第三章 鎂/鋁爆炸復(fù)合板首道次熱軋工藝
3.1 引言
3.2 首道次熱軋工藝的確定
3.3 界面宏觀形貌觀測及分析
3.4 界面微觀組織形貌觀測及分析
3.5 力學(xué)性能分析
3.6 本章小結(jié)
第四章 首道次熱軋復(fù)合工藝有限元分析
4.1 引言
4.2 有限元軟件ABAQUS簡介
4.3 鎂/鋁爆炸復(fù)合板軋制有限元模型建立
4.3.1 幾何模型的建立
4.3.2 單元網(wǎng)格劃分
4.3.3 邊界條件和載荷的設(shè)定
4.4 軋制工藝條件的設(shè)置
4.5 模擬結(jié)果與分析
4.6 本章小結(jié)
第五章 鎂/鋁爆炸復(fù)合板多道次工藝及軋后熱處理
5.1 引言
5.2 多道次軋制工藝方案制定
5.3 軋后熱處理工藝方案
5.4 軋后熱處理對復(fù)合板界面組織的影響
5.4.1 軋后熱處理對界面擴(kuò)散層的影響
5.4.2 軋后熱處理對鎂側(cè)顯微組織的影響
5.5 軋后熱處理對復(fù)合板力學(xué)性能的影響
5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]層狀金屬復(fù)合材料加工技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 田廣民,李選明,趙永慶,劉彩利,賀林娜,劉嘯鋒. 中國材料進(jìn)展. 2013(11)
[2]鈦/鋁爆炸復(fù)合板結(jié)合區(qū)域的微觀組織及力學(xué)性能的研究[J]. 夏鴻博,王少剛,賁海峰. 壓力容器. 2013(08)
[3]銅-鋼爆炸復(fù)合板的力學(xué)性能及顯微組織[J]. 翟偉國,王少剛,羅傳孝,丁豐. 焊接. 2013(04)
[4]Mg/Al異種金屬焊接的研究現(xiàn)狀[J]. 陳影,沈長斌,葛繼平. 稀有金屬材料與工程. 2012(S2)
[5]異步軋制銅/鋁雙金屬復(fù)合板變形行為的研究[J]. 祖國胤,李小兵,丁明明,于九明. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(05)
[6]鋁鎂鈧合金板材攪拌摩擦焊焊接接頭組織與性能(英文)[J]. 彭勇宜,尹志民,雷學(xué)鋒,潘清林,何振波. 稀有金屬材料與工程. 2011(02)
[7]金屬復(fù)合材料生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 劉江. 金屬功能材料. 2008(01)
[8]Mg/Al異種材料脈沖TIG焊接頭的組織結(jié)構(gòu)[J]. 李亞江,劉鵬,王娟,夏春智. 焊接學(xué)報(bào). 2006(09)
[9]層狀金屬復(fù)合板的研究和生產(chǎn)現(xiàn)狀[J]. 馬志新,胡捷,李德富,李彥利. 稀有金屬. 2003(06)
[10]銅/鋼雙金屬板異步軋制復(fù)合機(jī)理研究[J]. 魏偉,史慶南. 稀有金屬. 2001(04)
本文編號:2937517
【文章來源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 金屬復(fù)合材料的歷史與現(xiàn)狀
1.2 疊層金屬復(fù)合材料的制備及其研究現(xiàn)狀
1.2.1 疊層金屬復(fù)合材料的制備工藝
1.2.2 疊層金屬復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
1.3 鎂/鋁疊層復(fù)合板制備方法及研究現(xiàn)狀
1.4 課題背景及意義
1.5 本課題研究的主要內(nèi)容
第二章 軋前熱處理工藝對鎂/鋁爆炸復(fù)合板界面組織和性能的影響
2.1 材料制備
2.1.1 試驗(yàn)材料
2.1.2 復(fù)合板的爆炸焊接過程
2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.3 實(shí)驗(yàn)方法
2.4 軋前熱處理對鎂/鋁爆炸復(fù)合板界面組織和性能的影響
2.4.1 熱處理溫度對鎂/鋁爆炸復(fù)合板界面擴(kuò)散層厚度的影響
2.4.2 熱處理溫度對鎂/鋁爆炸復(fù)合板鎂側(cè)顯微組織的影響
2.4.3 熱處理溫度對鎂/鋁爆炸復(fù)合板鎂側(cè)顯微硬度的影響
2.5 本章小結(jié)
第三章 鎂/鋁爆炸復(fù)合板首道次熱軋工藝
3.1 引言
3.2 首道次熱軋工藝的確定
3.3 界面宏觀形貌觀測及分析
3.4 界面微觀組織形貌觀測及分析
3.5 力學(xué)性能分析
3.6 本章小結(jié)
第四章 首道次熱軋復(fù)合工藝有限元分析
4.1 引言
4.2 有限元軟件ABAQUS簡介
4.3 鎂/鋁爆炸復(fù)合板軋制有限元模型建立
4.3.1 幾何模型的建立
4.3.2 單元網(wǎng)格劃分
4.3.3 邊界條件和載荷的設(shè)定
4.4 軋制工藝條件的設(shè)置
4.5 模擬結(jié)果與分析
4.6 本章小結(jié)
第五章 鎂/鋁爆炸復(fù)合板多道次工藝及軋后熱處理
5.1 引言
5.2 多道次軋制工藝方案制定
5.3 軋后熱處理工藝方案
5.4 軋后熱處理對復(fù)合板界面組織的影響
5.4.1 軋后熱處理對界面擴(kuò)散層的影響
5.4.2 軋后熱處理對鎂側(cè)顯微組織的影響
5.5 軋后熱處理對復(fù)合板力學(xué)性能的影響
5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]層狀金屬復(fù)合材料加工技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 田廣民,李選明,趙永慶,劉彩利,賀林娜,劉嘯鋒. 中國材料進(jìn)展. 2013(11)
[2]鈦/鋁爆炸復(fù)合板結(jié)合區(qū)域的微觀組織及力學(xué)性能的研究[J]. 夏鴻博,王少剛,賁海峰. 壓力容器. 2013(08)
[3]銅-鋼爆炸復(fù)合板的力學(xué)性能及顯微組織[J]. 翟偉國,王少剛,羅傳孝,丁豐. 焊接. 2013(04)
[4]Mg/Al異種金屬焊接的研究現(xiàn)狀[J]. 陳影,沈長斌,葛繼平. 稀有金屬材料與工程. 2012(S2)
[5]異步軋制銅/鋁雙金屬復(fù)合板變形行為的研究[J]. 祖國胤,李小兵,丁明明,于九明. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(05)
[6]鋁鎂鈧合金板材攪拌摩擦焊焊接接頭組織與性能(英文)[J]. 彭勇宜,尹志民,雷學(xué)鋒,潘清林,何振波. 稀有金屬材料與工程. 2011(02)
[7]金屬復(fù)合材料生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 劉江. 金屬功能材料. 2008(01)
[8]Mg/Al異種材料脈沖TIG焊接頭的組織結(jié)構(gòu)[J]. 李亞江,劉鵬,王娟,夏春智. 焊接學(xué)報(bào). 2006(09)
[9]層狀金屬復(fù)合板的研究和生產(chǎn)現(xiàn)狀[J]. 馬志新,胡捷,李德富,李彥利. 稀有金屬. 2003(06)
[10]銅/鋼雙金屬板異步軋制復(fù)合機(jī)理研究[J]. 魏偉,史慶南. 稀有金屬. 2001(04)
本文編號:2937517
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