顆粒增強金屬基復(fù)合材料的制備是采用適當方法向金屬基體中加入彌散分布的強化顆粒,可在保留金屬基體優(yōu)良特性的前提下提升材料的強度、硬度等綜合性能。摩擦堆焊制備顆粒增強金屬基復(fù)合材料通常是在金屬棒材中加入高熔點、高硬度的增強顆粒,利用棒材的旋轉(zhuǎn)和堆焊過程的材料流動實現(xiàn)增強顆粒的彌散分布,并使棒材材料過渡至母材,形成復(fù)合堆焊層。然而,增強顆粒的滾動和滑動不利于堆焊過程的穩(wěn)定,且與基體結(jié)合較差,易產(chǎn)生缺陷。本文通過在Ti-6Al-4V棒材中添加熔點相對較低的鋁,利用鋁和鈦原位反應(yīng)生成的金屬化合物作為增強顆粒,改善堆焊工藝性能,實現(xiàn)增強顆粒與基體的良好復(fù)合。采用紅外測溫、X射線衍射技術(shù)、掃描電鏡、EDS能譜分析等手段較為系統(tǒng)地研究了堆焊層成型、焊后棒材及堆焊層的物相結(jié)構(gòu),微觀組織和元素分布,闡述了堆焊過程中的組織演變,利用硬度測量、電化學實驗等研究了堆焊層硬度分布及耐性的變化。通過試驗得到以下結(jié)論:堆焊過程中的溫度變化是影響堆焊層外觀形貌及成型的重要因素,紅外測溫表明堆焊產(chǎn)熱主要來自于棒材端部的材料塑性變形,在棒材中加鋁可改善堆焊預(yù)熱階段的升溫穩(wěn)定性,消除堆焊層后退側(cè)的大量缺陷,改善堆焊層成型。然...

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 顆粒增強金屬基復(fù)合材料
        1.2.1 金屬基體和增強顆粒
        1.2.2 顆粒增強金屬基復(fù)合材料的制備方法
    1.3 摩擦堆焊國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 摩擦堆焊原理
        1.3.2 棒材及板材搭配組合
        1.3.3 堆焊工藝參數(shù)
        1.3.4 堆焊層組織
    1.4 研究目的和主要內(nèi)容
        1.4.1 研究目的和創(chuàng)新點
        1.4.2 研究內(nèi)容
        1.4.3 技術(shù)路線
第2章 試驗材料設(shè)備及方法
    2.1 試驗材料
    2.2 摩擦堆焊設(shè)備及參數(shù)
        2.2.1 試驗設(shè)備
        2.2.2 加鋁方式及堆焊參數(shù)
        2.2.3 堆焊溫度測量及溫度曲線記錄
    2.3 試樣制備與組織性能檢測
        2.3.1 試樣制備
        2.3.2 顯微組織和物相分析
        2.3.3 顯微硬度測試
        2.3.4 電化學測試
第3章 摩擦堆焊層外觀形貌及成型
    3.1 摩擦堆焊過程及產(chǎn)熱原理
        3.1.1 摩擦堆焊過程
        3.1.2 摩擦堆焊產(chǎn)熱
    3.2 堆焊層外觀形貌
        3.2.1 未加鋁堆焊層
        3.2.2 加鋁堆焊層
    3.3 堆焊層橫截面宏觀金相
        3.3.1 堆焊層與母材的結(jié)合
        3.3.2 堆焊層的寬度及厚度
    3.4 本章小結(jié)
第4章 摩擦堆焊棒材及堆焊層微觀組織
    4.1 棒材焊后微觀組織
        4.1.1 未添加鋁的棒材焊后顯微組織
        4.1.2 添加鋁絲的棒材焊后顯微組織
        4.1.3 添加鋁粉的棒材焊后顯微組織
    4.2 堆焊層微觀組織
        4.2.1 未添加鋁的堆焊層微觀組織
        4.2.2 添加鋁的堆焊層微觀組織
    4.3 本章小結(jié)
第5章 堆焊層性能研究
    5.1 堆焊層的硬度
    5.2 堆焊層的耐腐蝕性
        5.2.1 堆焊層極化曲線及腐蝕形貌分析
        5.2.2 電化學阻抗譜分析
    5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻
致謝
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本文編號：3739048