搅拌摩擦加工CNTs/7075铝基复合材料沉淀相及组织稳定性研究
发布时间：2021-01-03 01:18
本文采用搅拌摩擦加工法（Friction Stir Processing,FSP）制备了碳纳米管（Carbon Nanotubes,CNTs）增强7075铝基复合材料,通过扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）和电子探针（EMPA）研究了加工态组织、合金元素及二次相颗粒的演化和分布规律;通过SEM、X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）研究了固溶处理对复合材料中二次相回溶及时效处理对复合材料沉淀强化相析出的影响,探讨了CNTs添加对沉淀相析出的影响;采用EBSD分析了热处理对复合材料晶粒尺寸的影响,计算了其晶粒长大指数n;测试和比较了CNTs含量及热处理对复合材料热膨胀系数的影响。研究结果表明,7075铝合金在搅拌针的强烈机械作用下晶粒细化,以动态再结晶组织为主,且CNTs的添加可进一步细化晶粒,少数晶粒尺寸达到纳米级;复合材料中各元素分布均匀,CNTs的团聚随其含量的增加而明显。复合材料固溶处理发现其最佳固溶温度为470℃,随着固溶时间的增加,复合材料中二次相颗粒逐渐减少,且在固溶处理前8h内二次相颗粒的回溶迅速,随后趋于平缓。复合材料固溶后经过不同时间的时效处理,沉淀相MgZn2数量...
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题依据、目的和意义
1.2 国内外研究现状及发展
1.2.1 CNTs增强金属基复合材料
1.2.2 CNTs增强铝基复合材料的搅拌摩擦加工制备
1.2.3 铝基复合材料的热处理
1.2.4 铝基复合材料的组织稳定性
1.3 课题研究的主要内容
第2章 试验条件与方法
2.1 试验条件
2.1.1 试验材料
2.1.2 试验设备
2.2 试验方法
2.2.1 复合材料的制备
2.2.2 复合材料的热处理
2.2.3 复合材料的显微结构观察
2.2.4 复合材料的性能测试
2.2.5 试验数据分析处理
第3章 CNTs/7075铝基复合材料组织及沉淀相分析
3.1 CNTs/7075复合材料显微组织及二次相分布
3.1.1 CNTs/7075复合材料显微组织及元素分布
3.1.2 CNTs/7075复合材料二次相分布
3.2 固溶处理对复合材料二次相回溶的影响
3.2.1 固溶温度对复合材料组织的影响
3.2.2 固溶时间对二次相回溶的影响
3.3 时效处理对复合材料沉淀强化相析出的影响
3.3.1 时效时间对沉淀强化相析出的影响
3.3.2 复合材料中沉淀强化相析出分析
3.4 本章小结
第4章 CNTs/7075复合材料的组织稳定性及热膨胀性能
4.1 热处理对复合材料晶粒尺寸稳定性的影响
4.1.1 热处理对复合材料晶粒尺寸的影响
4.1.2 复合材料晶粒长大指数n
4.2 CNTs/7075铝基复合材料热膨胀性能
4.2.1 CNTs含量对复合材料热膨胀性能的影响
4.2.2 热处理对复合材料热膨胀性能的影响
4.3 本章小结
第5章 CNTs/7075铝基复合材料力学性能分析
5.1 CNTs含量对复合材料力学性能的影响
5.2 热处理工艺对复合材料力学性能的影响
5.2.1 时效工艺对复合材料硬度的影响
5.2.2 热处理对复合材料强度的的影响
5.3 复合材料拉伸断口分析
5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
硕士学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]搅拌摩擦加工CNTs/ZL114A铝基复合材料的热处理及力学性能[J]. 夏星,夏春. 热加工工艺. 2016(02)
[2]高温合金铸锭均匀化程度对开坯热变形的再结晶影响[J]. 董建新,李林翰,李浩宇,张麦仓,姚志浩. 金属学报. 2015(10)
[3]7075铝合金的搅拌摩擦加工及其后续时效处理（英文）[J]. Siavash GHOLAMI,Esmaeil EMADODDIN,Mohammad TAJALLY,Ehsan BORHANI. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(09)
[4]搅拌摩擦加工碳纳米管增强7075铝基复合材料的疲劳性能[J]. 刘奋成,熊其平,刘强,毛育青,柯黎明. 稀有金属材料与工程. 2015(07)
[5]23Co14Ni12Cr3MoE钢奥氏体晶粒长大动力学[J]. 王春旭,黄顺喆,厉勇,刘宪民,田志凌. 机械工程材料. 2015(04)
[6]热处理对MWCNTs/AZ80镁基复合材料组织和力学性能的影响[J]. 刘奋成,贺立华,柯黎明,简晓光,刘强. 稀有金属材料与工程. 2015(04)
[7]复合碳变质剂对AZ91D镁合金的晶粒细化作用[J]. 卢敏敏,李克,吴尚敏,周耐根,曾效舒. 中国有色金属学报. 2015(04)
[8]高能球磨法制备的CNTs/Al-5%Mg复合材料的力学性能及断裂特性[J]. 陈亚光,蔡晓兰,王开军,胡翠,孙鸿鹏,乐刚. 材料工程. 2014(11)
[9]Effect of Carbon Nanotube Orientation on Mechanical Properties and Thermal Expansion Coefficient of Carbon Nanotube-Reinforced Aluminum Matrix Composites[J]. Z.Y.Liu,B.L.Xiao,W.G.Wang,Z.Y.Ma. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2014(05)
[10]搅拌摩擦加工超细晶及纳米结构Cu-Al合金的微观组织和力学性能研究[J]. 薛鹏,肖伯律,马宗义. 金属学报. 2014(02)
博士论文
[1]电子封装用SiCp/Cu复合材料的微观组织与性能研究[D]. 王常春.山东大学 2007
硕士论文
[1]提高搅拌摩擦加工制备CNTs/Al复合材料力学性能的研究[D]. 夏星.南昌航空大学 2015
[2]碳纳米管增强铝基复合材料挤压线材的性能研究[D]. 熊其平.南昌航空大学 2014
[3]热处理工艺对7075铝合金组织和力学性能的影响[D]. 赵青.郑州大学 2012
[4]碳纳米管增强铝基复合材料组织及性能的研究[D]. 赵霞.南昌航空大学 2010
本文编号：2954024
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题依据、目的和意义
1.2 国内外研究现状及发展
1.2.1 CNTs增强金属基复合材料
1.2.2 CNTs增强铝基复合材料的搅拌摩擦加工制备
1.2.3 铝基复合材料的热处理
1.2.4 铝基复合材料的组织稳定性
1.3 课题研究的主要内容
第2章 试验条件与方法
2.1 试验条件
2.1.1 试验材料
2.1.2 试验设备
2.2 试验方法
2.2.1 复合材料的制备
2.2.2 复合材料的热处理
2.2.3 复合材料的显微结构观察
2.2.4 复合材料的性能测试
2.2.5 试验数据分析处理
第3章 CNTs/7075铝基复合材料组织及沉淀相分析
3.1 CNTs/7075复合材料显微组织及二次相分布
3.1.1 CNTs/7075复合材料显微组织及元素分布
3.1.2 CNTs/7075复合材料二次相分布
3.2 固溶处理对复合材料二次相回溶的影响
3.2.1 固溶温度对复合材料组织的影响
3.2.2 固溶时间对二次相回溶的影响
3.3 时效处理对复合材料沉淀强化相析出的影响
3.3.1 时效时间对沉淀强化相析出的影响
3.3.2 复合材料中沉淀强化相析出分析
3.4 本章小结
第4章 CNTs/7075复合材料的组织稳定性及热膨胀性能
4.1 热处理对复合材料晶粒尺寸稳定性的影响
4.1.1 热处理对复合材料晶粒尺寸的影响
4.1.2 复合材料晶粒长大指数n
4.2 CNTs/7075铝基复合材料热膨胀性能
4.2.1 CNTs含量对复合材料热膨胀性能的影响
4.2.2 热处理对复合材料热膨胀性能的影响
4.3 本章小结
第5章 CNTs/7075铝基复合材料力学性能分析
5.1 CNTs含量对复合材料力学性能的影响
5.2 热处理工艺对复合材料力学性能的影响
5.2.1 时效工艺对复合材料硬度的影响
5.2.2 热处理对复合材料强度的的影响
5.3 复合材料拉伸断口分析
5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
硕士学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]搅拌摩擦加工CNTs/ZL114A铝基复合材料的热处理及力学性能[J]. 夏星,夏春. 热加工工艺. 2016(02)
[2]高温合金铸锭均匀化程度对开坯热变形的再结晶影响[J]. 董建新,李林翰,李浩宇,张麦仓,姚志浩. 金属学报. 2015(10)
[3]7075铝合金的搅拌摩擦加工及其后续时效处理（英文）[J]. Siavash GHOLAMI,Esmaeil EMADODDIN,Mohammad TAJALLY,Ehsan BORHANI. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(09)
[4]搅拌摩擦加工碳纳米管增强7075铝基复合材料的疲劳性能[J]. 刘奋成,熊其平,刘强,毛育青,柯黎明. 稀有金属材料与工程. 2015(07)
[5]23Co14Ni12Cr3MoE钢奥氏体晶粒长大动力学[J]. 王春旭,黄顺喆,厉勇,刘宪民,田志凌. 机械工程材料. 2015(04)
[6]热处理对MWCNTs/AZ80镁基复合材料组织和力学性能的影响[J]. 刘奋成,贺立华,柯黎明,简晓光,刘强. 稀有金属材料与工程. 2015(04)
[7]复合碳变质剂对AZ91D镁合金的晶粒细化作用[J]. 卢敏敏,李克,吴尚敏,周耐根,曾效舒. 中国有色金属学报. 2015(04)
[8]高能球磨法制备的CNTs/Al-5%Mg复合材料的力学性能及断裂特性[J]. 陈亚光,蔡晓兰,王开军,胡翠,孙鸿鹏,乐刚. 材料工程. 2014(11)
[9]Effect of Carbon Nanotube Orientation on Mechanical Properties and Thermal Expansion Coefficient of Carbon Nanotube-Reinforced Aluminum Matrix Composites[J]. Z.Y.Liu,B.L.Xiao,W.G.Wang,Z.Y.Ma. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2014(05)
[10]搅拌摩擦加工超细晶及纳米结构Cu-Al合金的微观组织和力学性能研究[J]. 薛鹏,肖伯律,马宗义. 金属学报. 2014(02)
博士论文
[1]电子封装用SiCp/Cu复合材料的微观组织与性能研究[D]. 王常春.山东大学 2007
硕士论文
[1]提高搅拌摩擦加工制备CNTs/Al复合材料力学性能的研究[D]. 夏星.南昌航空大学 2015
[2]碳纳米管增强铝基复合材料挤压线材的性能研究[D]. 熊其平.南昌航空大学 2014
[3]热处理工艺对7075铝合金组织和力学性能的影响[D]. 赵青.郑州大学 2012
[4]碳纳米管增强铝基复合材料组织及性能的研究[D]. 赵霞.南昌航空大学 2010
本文编号：2954024
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