本文關(guān)鍵詞：藕狀多孔Cu-1.3wt%Cr合金氣孔生長機(jī)制的研究

  更多相關(guān)文章： 藕狀多孔Cu-1.3wt%Cr合金 氫氣氣壓 顯微組織 生長機(jī)制

【摘要】：藕狀多孔Cu-1.3wt%Cr合金是一種新型的自生復(fù)合材料,其是通過Gasar模鑄工藝在高壓氣氛下制備。采用這種方法制備的藕狀多孔Cu-Cr合金材料,其氣孔與金屬凝固方向相同,具有很好的各向異性,且氣孔的分布均勻,同時能夠通過氫氣壓力、凝固速度等工藝參數(shù)來控制氣孔結(jié)構(gòu)及形貌。目前,由于藕狀多孔合金比純金屬具有更好的強(qiáng)度硬度,加之在Gasar合金化過程中其復(fù)雜的凝固行為和組織形態(tài),使得研究Gasar合金化成為目前藕狀多孔材料主要的研究方向。更重要的是Gasar合金化能夠為未來應(yīng)用開發(fā)提供工藝參考。通過制備在不同氫氣條件下的藕狀多孔Cu-1.3wt%Cr合金,分析了氫氣壓力對藕狀多孔Cu-Cr合金的結(jié)構(gòu)及形貌的影響,補(bǔ)充了氣孔率的理論模型,探討了藕狀氣孔形成的臨界壓力以及氣體臨界逸出壓力對氣孔的影響。結(jié)果表明：藕狀多孔Cu-Cr合金的氣孔率隨著氫氣氣壓的升高而增加；當(dāng)通入的氫氣氣壓大于其藕孔形成臨界壓力0.07MPa時,藕孔將會形成,氣孔率隨著形核率增大逐漸升高；當(dāng)氫氣壓力大于氫氣逸出臨界壓力0.48MPa時,氫氣將向外大量逸出,氣孔率下降；由于氫氣氣壓以及形核率的影響,氣孔直徑隨著氫氣氣壓的升高而降低；隨著氫氣氣壓的升高,孔隙密度升高。當(dāng)氫氣壓力大于氣體逸出臨界壓力時,氣孔形貌因子越大,氣孔形狀越細(xì)小狹長。同時,針對合金組織復(fù)雜的凝固行為,分析了藕狀多孔Cu-1.3wt%Cr合金中顯微組織對氣孔結(jié)構(gòu)的影響,包括初生相、一次枝晶間距和共晶組織體積分?jǐn)?shù)等,總結(jié)了合金中顯微組織存在的特殊性,定性解釋了氣孔對顯微組織的影響。結(jié)果表明：藕狀多孔Cu-Cr共晶合金形態(tài)為離異共晶,藕狀多孔Cu-Cr合金的氣孔率隨著一次枝晶間距減小而逐漸降低,其孔隙密度隨著一次枝晶間距的減小而急劇的上升。由于其中含有大量的共晶組織和初生α相,其含量及組織形態(tài)改變了氣孔率的大小。氣孔率隨著共晶組織含量的減小而增大。初生a相的枝晶形態(tài)阻礙了氣泡的逸出,所以使得氣孔率增加。因此氣孔率的大小由氫氣氣壓、共晶組織以及凝固組織形態(tài)共同決定。由于氣泡的上浮以及氣泡內(nèi)含有氫氣,使得晶體的形核生長方式發(fā)生改變,使得Cu-1.3wt%Cr合金中凝固組織中產(chǎn)生了3個以上的暈圈,氣孔周邊晶粒的生長方向沿著凝固方向發(fā)生偏移。越靠近氣孔生長的晶粒其生長方向偏斜越嚴(yán)重,晶粒越細(xì)小。
【關(guān)鍵詞】：藕狀多孔Cu-1.3wt%Cr合金 氫氣氣壓 顯微組織 生長機(jī)制
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG291
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 緒論12-28
• 1.1 藕狀多孔材料的研究現(xiàn)狀12-20
• 1.1.1 藕狀多孔純金屬的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.1.2 藕狀多孔合金的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.1.3 藕狀多孔材料的特點16-18
• 1.1.4 藕狀多孔材料的應(yīng)用18-20
• 1.2 藕狀多孔材料的制備方法20-24
• 1.2.1 模鑄法20-22
• 1.2.2 區(qū)域熔煉法22-23
• 1.2.3 連續(xù)鑄造法23-24
• 1.3 論文選題背景和意義24-25
• 1.4 論文研究的主要內(nèi)容25-28
• 第二章 實驗方法與過程28-42
• 2.1 實驗原理28-29
• 2.2 合金及氣體的選擇29-31
• 2.2.1 合金的選擇29-30
• 2.2.2 氣體的選擇30-31
• 2.3 藕狀多孔Cu-Cr合金的制備31-34
• 2.3.1 Gasar模鑄裝置31-33
• 2.3.2 實驗參數(shù)及制備工藝過程33-34
• 2.4 合金形貌及其結(jié)構(gòu)特征34-38
• 2.5 合金顯微組織特征與檢測38-42
• 2.5.1 金相試樣的制備38-40
• 2.5.2 枝晶間距測量40-41
• 2.5.3 共晶組織含量的測量41-42
• 第三章 藕狀多孔Cu-1.3wt%Cr合金的氣孔形貌及結(jié)構(gòu)42-52
• 3.1 氣孔率42-45
• 3.1.1 氣孔率的變化規(guī)律42-44
• 3.1.2 氣孔率理論預(yù)測模型44-45
• 3.2 平均氣孔直徑與孔隙密度45-48
• 3.3 氣孔形貌因子48-50
• 3.4 本章小結(jié)50-52
• 第四章 藕狀多孔Cu-1.3wt%Cr合金的顯微組織52-66
• 4.1 定向凝固下Cu-1.3wt%Cr組織52-55
• 4.2 顯微組織對氣孔結(jié)構(gòu)的影響55-61
• 4.2.1 枝晶間距對氣孔結(jié)構(gòu)的影響56-59
• 4.2.2 初生β相的對氣孔形核的影響59
• 4.2.3 凝固組織對氣孔結(jié)構(gòu)的影響59-61
• 4.3 氣孔結(jié)構(gòu)對顯微組織的影響61-64
• 4.3.1 暈圈現(xiàn)象61-63
• 4.3.2 氣孔對晶粒生長的影響63-64
• 4.4 本章小結(jié)64-66
• 第五章 結(jié)論與展望66-70
• 5.1 結(jié)論66-67
• 5.2 展望67-70
• 致謝70-72
• 參考文獻(xiàn)72-78
• 附錄A(攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文）78

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 梁娟;楊天武;李再久;謝明;金青林;;Ag-O系定向凝固制備藕狀多孔Ag[J];貴金屬;2014年S1期

2 沈以赴;吳鵬;顧冬冬;李玉芳;;激光燒結(jié)制備藕狀316不銹鋼多孔材料的微孔結(jié)構(gòu)特征[J];航空學(xué)報;2007年05期

3 萬疆;李言祥;劉源;;氣壓對定向凝固藕狀多孔鎂的氣孔分布影響[J];中國有色金屬學(xué)報;2007年02期

4 黃峰;楊天武;李再久;黎振華;金青林;周榮;;規(guī)則多孔銅壓縮性能的各向異性[J];中國有色金屬學(xué)報;2011年03期

5 彭震;楊天武;李再久;黎振華;金青林;周榮;;規(guī)則多孔銅的拉伸性能及其各向異性[J];中國有色金屬學(xué)報;2011年05期

6 金青林;黎振華;李再久;楊天武;周榮;;藕狀多孔銅的連鑄法制備工藝研究[J];鑄造技術(shù);2011年03期

7 黃洲;金青林;宋群玲;楊天武;李再久;蔣業(yè)華;;規(guī)則多孔Cu-Cr合金的制備及其壓縮特性[J];稀有金屬;2014年04期

8 李再久;金青林;楊天武;蔣業(yè)華;周榮;;Gasar連鑄工藝制備藕狀多孔銅[J];中國有色金屬學(xué)報;2014年06期

9 宋群玲;金青林;李再久;楊天武;周榮;;金屬/氫共晶定向凝固制備GASAR多孔Cu-Cr合金[J];中國有色金屬學(xué)報;2014年10期

10 楊倩倩;劉源;李言祥;張言;;定向凝固藕狀多孔Si的孔結(jié)構(gòu)(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2014年11期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 蔣光銳;氫在合金熔體中的溶解度與定向凝固多孔銅錳合金的研究[D];清華大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 戴�？�;連鑄多孔Cu-Ni合金氣孔協(xié)同基體的生長行為[D];昆明理工大學(xué);2013年

，

本文編號：685610