發(fā)布時間：2020-07-20 21:51

【摘要】：本文以純Al為基體,添加Mg和Ti元素,采用粉末冶金法以一定的燒結(jié)工藝制備了Al-Mg、Al-Ti二元系復(fù)合材料和Al-Mg-Ti三元系復(fù)合材料。通過改變Al-Mg-Ti復(fù)合材料的燒結(jié)溫度和成分配比,利用XRD、SEM、EDS等技術(shù)研究物相組成、微觀組織及對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響;利用CHI600E電化學(xué)工作站對復(fù)合材料的電化學(xué)性能進行測試,通過對極化曲線和阻抗譜的對比分析,研究復(fù)合材料的耐蝕性能;對復(fù)合材料進行腐蝕摩擦磨損試驗,通過測試開路電位和摩擦系數(shù)的變化規(guī)律計算體積磨損率,探討復(fù)合材料的磨蝕機理。實驗結(jié)果如下:(1)Al-Mg-Ti三元系復(fù)合材料中有Al_(18)Ti_2Mg_3三元相生成,三元系復(fù)合材料的微觀組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能較二元系復(fù)合材料有較大的改善。(2)Al-Mg-Ti三元系復(fù)合材料中,Mg/Ti加入量比值影響著物相形貌尺寸的變化,Mg含量的增加,促使顯微組織往條狀方向生成并長大,不利于改善復(fù)合材料的拉伸性能。燒結(jié)溫度的提高使復(fù)合材料變得更加致密,當(dāng)燒結(jié)溫度為750℃時,Al-5Mg-5Ti復(fù)合材料的抗拉強度達到了176Mpa。(3)動電位極化測試中,Al-7.5Mg-5Ti復(fù)合材料的腐蝕電位最正,腐蝕電流密度最小。極化曲線和阻抗譜的研究結(jié)果一致,Al-7.5Mg-5Ti復(fù)合材料的耐蝕性較好。(4)干摩擦性能測試中,Al基體中Mg元素有利于復(fù)合材料耐磨性的增強。復(fù)合材料的摩擦系數(shù)隨著載荷的增大而變大。(5)腐蝕磨損試驗中,結(jié)合摩擦系數(shù)和體積磨損率的分析,結(jié)果表明腐蝕是造成材料損失的主要影響因素,其中Al-5Mg-7.5Ti復(fù)合材料的體積磨損率最小。
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TB331;TF125.22
【圖文】：

湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文現(xiàn)有工程金屬中，Mg 是鋁合金中常用的金屬間化合物添加元素之一。Al-Mg合金的相圖如圖 1.1（a）所示，從相圖中可以看出，Al-Mg 系合金具有很寬的凝固區(qū)間，其富 Al 端和富 Mg 端均存在共晶反應(yīng)，分別為液相→α-Al+β-Al3Mg2(富Al 端)以及液相→α-Mg+γ-Al12Mg17(富 Mg 端)。Al-Mg 合金相圖中間比較復(fù)雜，存在著包析和共析反應(yīng)，但是目前仍存在一些爭議。當(dāng) Mg 成分少于 38.5at.%時，平衡凝固合金形成 α-Al 與 β 相。當(dāng) Mg 成分大于 58.62at.%時，合金平衡凝固形成 α-Mg 與 γ 相；介于二者之間則由 β 相與 γ 相組成。Al3Mg2一般稱為 β 相，是一種復(fù)雜的面心立方結(jié)構(gòu)金屬間化合物，其 Mg 的含量約為 38.5at.%，也可以表達為 Al140Mg89，晶胞原子數(shù)為 1168，晶格常數(shù)為 2.824nm。

研究方案流程圖

湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文第 2 章 試驗材料、設(shè)備及研究方法2.1 試驗材料以純 Al 為基體，添加不同含量的 Mg、Ti，采用粉末冶金法制備不同成分的Al 基復(fù)合材料。原料為鋁粉（純度為 99%，粒度為 100~200 目）、鎂粉（純度為99 %，粒度為 100~200 目）、鈦粉（純度為 99.99%，粒度為 300 目）和硬脂酸鎂，其中硬脂酸鎂作為成型劑，在預(yù)壓過程中也可以防止與金屬模具粘連，利于脫模。金屬粉末的 SEM 照片如圖 2.1 所示。

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本文編號：2763995