粉末燒結(jié)Fe-Cu多元合金的制備及性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-25 17:42
鐵合金具有優(yōu)良的力學(xué)性能,但導(dǎo)電性能較差;而銅合金與鐵合金相比,其導(dǎo)電性能較好,力學(xué)性能較差。Fe-Cu多元合金則同時(shí)兼具良好的力學(xué)性能和導(dǎo)電性能。本文采用粉末燒結(jié)技術(shù)制備Fe-Cu多元合金,具體工藝流程為:先用內(nèi)氧化法制備Gd2O3顆粒增強(qiáng)的Cu合金粉末,然后將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的Cu合金粉末和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的預(yù)合金鐵粉均勻混合,混合均勻后把混合粉末放入管式還原爐中還原,還原完成后把混合粉末裝入石墨模具中,并在粉末熱壓燒結(jié)爐中燒結(jié),燒結(jié)完成后對(duì)燒結(jié)試樣進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。優(yōu)化的燒結(jié)工藝為:燒結(jié)溫度1070oC,燒結(jié)時(shí)間30min,燒結(jié)壓力30MPa。優(yōu)化的調(diào)質(zhì)工藝為:880oC淬火,保溫30min,620oC回火,保溫1h。試驗(yàn)結(jié)果表明,調(diào)質(zhì)處理后得到回火索氏體組織,等軸狀的鐵素體基體上均勻彌散的分布著Cr7C3、MoC、Fe3C顆粒,很好的起到了強(qiáng)化作用,內(nèi)氧化生成的Gd2O3顆粒細(xì)小,尺寸在50100nm之間,均勻彌散的分布在銅基體上,且與Cu基體之間結(jié)合良好。采用此種工藝制備的Fe-Cu多元合金,塑韌性得到良好的配好,其抗拉強(qiáng)度達(dá)到840MPa,延伸率達(dá)到9.2...
【文章來(lái)源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRCT
第1章 緒論
1.1 粉末冶金和內(nèi)氧化技術(shù)
1.1.1 粉末冶金技術(shù)
1.1.2 內(nèi)氧化技術(shù)
1.2 Fe-Cu多元合金的制備工藝
1.2.1 熔煉鑄造法
1.2.2 機(jī)械合金化法
1.2.3 粉末燒結(jié)法
1.3 Fe-Cu合金性能
1.3.1 合金元素作用及加入方式對(duì)Fe-Cu合金性能的影響
1.3.2 載流摩擦磨損
1.4 本課題研究思路及內(nèi)容
第2章 試驗(yàn)方案及儀器
2.1 試驗(yàn)方案
2.1.1 試驗(yàn)原料
2.1.2 試驗(yàn)流程
2.1.3 熱壓燒結(jié)試驗(yàn)
2.1.4 調(diào)質(zhì)處理
2.2 Fe-Cu多元合金性能檢測(cè)
2.2.1 Fe-Cu多元合金抗拉強(qiáng)度測(cè)試
2.2.2 Fe-Cu多元合金導(dǎo)電性能測(cè)試
2.2.3 Fe-Cu多元合金密度測(cè)試
2.2.4 Fe-Cu多元合金硬度的測(cè)試
2.2.5 Fe-Cu多元合金高速載流摩擦磨損性能測(cè)試
2.3 Fe-Cu多元合金組織結(jié)構(gòu)分析
2.3.1 金相觀察分析
2.3.2 X射線分析
2.3.3 掃描電鏡分析
2.3.4 透射電鏡分析
2.3.5 其他儀器設(shè)備
第3章 Fe-Cu多元合金燒結(jié)工藝的制定
3.1 Gd_2O_3顆粒增強(qiáng)銅基復(fù)合粉末的制備
3.2 Fe-Cu多元合金熱壓燒結(jié)工藝的制定
3.2.1 混料工藝的制定
3.2.2 還原工藝的制定
3.2.3 熱壓燒結(jié)工藝的制定
3.3 本章小結(jié)
第4章 調(diào)質(zhì)處理工藝的制定
4.1 調(diào)質(zhì)工藝參數(shù)的制定
4.2 調(diào)質(zhì)處理對(duì)Fe-Cu多元合金性能的影響
4.2.1 調(diào)質(zhì)處理對(duì)Fe-Cu多元合金力學(xué)性能的影響
4.2.2 調(diào)質(zhì)處理對(duì)Fe-Cu多元合金物理性能的影響
4.3 調(diào)質(zhì)處理對(duì)Fe-Cu多元合金組織結(jié)構(gòu)的影響
4.3.1 物相分析
4.3.2 斷口形貌分析
4.3.3 顯微結(jié)構(gòu)分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 Fe-Cu多元合金的高速載流摩擦磨損性能
5.1 試驗(yàn)參數(shù)與結(jié)果
5.2 電流和滑動(dòng)速度對(duì)Fe-Cu多元合金耐磨性的影響
5.2.1 摩擦系數(shù)
5.2.2 磨損率
5.3 磨損形貌及磨損機(jī)制分析
5.3.1 磨損形貌分析
5.3.2 磨損機(jī)制分析
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鑄造方法和正火對(duì)Fe-Cu合金組織和切削加工性能的影響[J]. 陳軍,張強(qiáng). 金屬熱處理. 2015(08)
[2]調(diào)質(zhì)處理對(duì)低碳微合金鋼組織與力學(xué)性能的影響[J]. 陳康,左秀榮,李源,趙鵬翔,邱躍龍,張展展. 金屬熱處理. 2014(09)
[3]Fe-Cu合金的組織、力學(xué)性能和電磁性能[J]. 姚秀榮,馬晶,曹君慈,李偉力,劉兆晶. 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
[4]粉末冶金高速鋼[J]. 賈成廠,吳立志. 金屬世界. 2012(02)
[5]34CrNi3Mo鋼熱處理工藝正交試驗(yàn)與優(yōu)化[J]. 劉雷,李培耀. 熱加工工藝. 2011(02)
[6]Fe-Cu合金的微觀形貌及其電磁性能研究[J]. 劉繼華,楊應(yīng)斌. 新技術(shù)新工藝. 2006(10)
[7]Surface Ferrite Grain Refinement and Mechanical Properties of Low Carbon Steel Plates[J]. FAN Jian-wen1, DAI Xiao-li1, XIE Rui-ping1, ZHANG Wei-xu1, WANG Zu-bin2 (1. Shougang Research Institute of Technology, Shougang Group Corporation, Beijing 100041, China; 2. Chinese Society for Metals, Beijing 100011, China). Journal of Iron and Steel Research(International). 2006(04)
[8]成分配比對(duì)Fe-Cu-β燒結(jié)材料性能的影響[J]. 吳慶定,胡勁松,王豐華. 中南林學(xué)院學(xué)報(bào). 2005(03)
[9]Fabrication and properties of low oxygen grade Al2O3 dispersion strengthened copper alloy[J]. 程建奕,汪明樸,李周,王艷輝,肖從文,洪斌. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2004(01)
[10]內(nèi)氧化法制備的Cu-Al2O3合金的顯微組織與性能[J]. 程建奕,汪明樸,鐘衛(wèi)佳,王艷輝,李周,洪斌,熊曉明,曹先杰. 金屬熱處理學(xué)報(bào). 2003(01)
博士論文
[1]載流摩擦磨損機(jī)理研究[D]. 董霖.西南交通大學(xué) 2008
碩士論文
[1]粉末冶金Fe-C-Cu-Cr-Mn材料組織與性能研究[D]. 周建仁.華南理工大學(xué) 2014
[2]Fe-Ni-Mo-Cr系燒結(jié)低合金鋼組織與性能研究[D]. 張林祥.中南大學(xué) 2013
[3]機(jī)械合金化對(duì)Fe-Cu復(fù)合粉末固相燒結(jié)及性能的影響[D]. 李曉普.燕山大學(xué) 2006
[4]Fe-Cu合金的制備及結(jié)構(gòu)和性質(zhì)研究[D]. 劉立華.延邊大學(xué) 2000
本文編號(hào):3410165
【文章來(lái)源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRCT
第1章 緒論
1.1 粉末冶金和內(nèi)氧化技術(shù)
1.1.1 粉末冶金技術(shù)
1.1.2 內(nèi)氧化技術(shù)
1.2 Fe-Cu多元合金的制備工藝
1.2.1 熔煉鑄造法
1.2.2 機(jī)械合金化法
1.2.3 粉末燒結(jié)法
1.3 Fe-Cu合金性能
1.3.1 合金元素作用及加入方式對(duì)Fe-Cu合金性能的影響
1.3.2 載流摩擦磨損
1.4 本課題研究思路及內(nèi)容
第2章 試驗(yàn)方案及儀器
2.1 試驗(yàn)方案
2.1.1 試驗(yàn)原料
2.1.2 試驗(yàn)流程
2.1.3 熱壓燒結(jié)試驗(yàn)
2.1.4 調(diào)質(zhì)處理
2.2 Fe-Cu多元合金性能檢測(cè)
2.2.1 Fe-Cu多元合金抗拉強(qiáng)度測(cè)試
2.2.2 Fe-Cu多元合金導(dǎo)電性能測(cè)試
2.2.3 Fe-Cu多元合金密度測(cè)試
2.2.4 Fe-Cu多元合金硬度的測(cè)試
2.2.5 Fe-Cu多元合金高速載流摩擦磨損性能測(cè)試
2.3 Fe-Cu多元合金組織結(jié)構(gòu)分析
2.3.1 金相觀察分析
2.3.2 X射線分析
2.3.3 掃描電鏡分析
2.3.4 透射電鏡分析
2.3.5 其他儀器設(shè)備
第3章 Fe-Cu多元合金燒結(jié)工藝的制定
3.1 Gd_2O_3顆粒增強(qiáng)銅基復(fù)合粉末的制備
3.2 Fe-Cu多元合金熱壓燒結(jié)工藝的制定
3.2.1 混料工藝的制定
3.2.2 還原工藝的制定
3.2.3 熱壓燒結(jié)工藝的制定
3.3 本章小結(jié)
第4章 調(diào)質(zhì)處理工藝的制定
4.1 調(diào)質(zhì)工藝參數(shù)的制定
4.2 調(diào)質(zhì)處理對(duì)Fe-Cu多元合金性能的影響
4.2.1 調(diào)質(zhì)處理對(duì)Fe-Cu多元合金力學(xué)性能的影響
4.2.2 調(diào)質(zhì)處理對(duì)Fe-Cu多元合金物理性能的影響
4.3 調(diào)質(zhì)處理對(duì)Fe-Cu多元合金組織結(jié)構(gòu)的影響
4.3.1 物相分析
4.3.2 斷口形貌分析
4.3.3 顯微結(jié)構(gòu)分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 Fe-Cu多元合金的高速載流摩擦磨損性能
5.1 試驗(yàn)參數(shù)與結(jié)果
5.2 電流和滑動(dòng)速度對(duì)Fe-Cu多元合金耐磨性的影響
5.2.1 摩擦系數(shù)
5.2.2 磨損率
5.3 磨損形貌及磨損機(jī)制分析
5.3.1 磨損形貌分析
5.3.2 磨損機(jī)制分析
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鑄造方法和正火對(duì)Fe-Cu合金組織和切削加工性能的影響[J]. 陳軍,張強(qiáng). 金屬熱處理. 2015(08)
[2]調(diào)質(zhì)處理對(duì)低碳微合金鋼組織與力學(xué)性能的影響[J]. 陳康,左秀榮,李源,趙鵬翔,邱躍龍,張展展. 金屬熱處理. 2014(09)
[3]Fe-Cu合金的組織、力學(xué)性能和電磁性能[J]. 姚秀榮,馬晶,曹君慈,李偉力,劉兆晶. 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
[4]粉末冶金高速鋼[J]. 賈成廠,吳立志. 金屬世界. 2012(02)
[5]34CrNi3Mo鋼熱處理工藝正交試驗(yàn)與優(yōu)化[J]. 劉雷,李培耀. 熱加工工藝. 2011(02)
[6]Fe-Cu合金的微觀形貌及其電磁性能研究[J]. 劉繼華,楊應(yīng)斌. 新技術(shù)新工藝. 2006(10)
[7]Surface Ferrite Grain Refinement and Mechanical Properties of Low Carbon Steel Plates[J]. FAN Jian-wen1, DAI Xiao-li1, XIE Rui-ping1, ZHANG Wei-xu1, WANG Zu-bin2 (1. Shougang Research Institute of Technology, Shougang Group Corporation, Beijing 100041, China; 2. Chinese Society for Metals, Beijing 100011, China). Journal of Iron and Steel Research(International). 2006(04)
[8]成分配比對(duì)Fe-Cu-β燒結(jié)材料性能的影響[J]. 吳慶定,胡勁松,王豐華. 中南林學(xué)院學(xué)報(bào). 2005(03)
[9]Fabrication and properties of low oxygen grade Al2O3 dispersion strengthened copper alloy[J]. 程建奕,汪明樸,李周,王艷輝,肖從文,洪斌. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2004(01)
[10]內(nèi)氧化法制備的Cu-Al2O3合金的顯微組織與性能[J]. 程建奕,汪明樸,鐘衛(wèi)佳,王艷輝,李周,洪斌,熊曉明,曹先杰. 金屬熱處理學(xué)報(bào). 2003(01)
博士論文
[1]載流摩擦磨損機(jī)理研究[D]. 董霖.西南交通大學(xué) 2008
碩士論文
[1]粉末冶金Fe-C-Cu-Cr-Mn材料組織與性能研究[D]. 周建仁.華南理工大學(xué) 2014
[2]Fe-Ni-Mo-Cr系燒結(jié)低合金鋼組織與性能研究[D]. 張林祥.中南大學(xué) 2013
[3]機(jī)械合金化對(duì)Fe-Cu復(fù)合粉末固相燒結(jié)及性能的影響[D]. 李曉普.燕山大學(xué) 2006
[4]Fe-Cu合金的制備及結(jié)構(gòu)和性質(zhì)研究[D]. 劉立華.延邊大學(xué) 2000
本文編號(hào):3410165
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