TiAl 3 /7050Al复合材料的原位制备及性能研究

发布时间：2021-01-09 15:28

　　本论文研究对象为铝基复合材料,传统铝合金材料成形后制件的力学性能较差,存在的缺陷较多,不能满足现代材料的要求。原位自生制备复合材料结合高能超声的声空化效应,是一种省力、材料利用率高、生产周期短的材料制备工艺。本论文将三种不同形貌的钛粉与7050铝合金作为复合材料的原料,高能超声与原位反应相结合,再将复合材料经过适当的固溶时效处理,得到高强度、高耐磨性的铝基复合材料。通过多组对比实验,研究了钛粉形貌、增强颗粒的质量分数、超声功率对TiAl3/7050Al复合材料组织与性能的影响,确定了复合材料的最优工艺参数。研究表明:当钛粉颗粒形貌为海绵钛粉,TiAl3质量分数为4⁶%,超声功率为1.2¹.8kW时,坯料组织均匀致密,力学性能较好。其次对TiAl3/7050Al复合材料进行了不同固溶、时效参数的热处理试验研究,并通过OM、SEM、TEM、XRD观察、硬度与力学性能测试、耐磨性等检测手段,分析了不同热处理结果对坯料组织与力学性能的影响,确定了TiAl3/7050Al复合材料的最佳热处理工艺。实验表明固溶参数为500℃×1h,时效参数为120℃×1... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 金属基复合材料的性能
    1.3 金属基复合材料的制备
        1.3.1 扩散结合
        1.3.2 喷射沉积法
        1.3.3 原位自生成法
    1.4 超声在复合材料制备中的作用
    1.5 铝基复合材料耐磨性、热处理及应用
        1.5.1 耐磨性
        1.5.2 热处理
        1.5.3 研究现状及远景
    1.6 主要研究内容
第2章 材料和试验方法
    2.1 材料准备
        2.1.1 基体材料
        2.1.2 反应钛粉
        2.1.3 除渣剂
    2.2 试验设备
    2.3 试验方法
        2.3.1 熔铸工艺
        2.3.2 热处理工艺
        2.3.3 干滑动摩擦磨损试验
    2.4 显微组织观察及性能测试
        2.4.1 金相显微观察（OM）
        2.4.2 扫描电子显微镜观察（SEM）
        2.4.3 透射电镜观察（TEM）
        2.4.4 X射线衍射分析（XRD）
        2.4.5 常温拉伸试验
        2.4.6 硬度测试
3/7050Al复合材料组织性能的影响">第3章 工艺参数对TiAl₃/7050Al复合材料组织性能的影响
    3.1 引言
    3.2 钛粉形貌对复合材料的影响
        3.2.1 Ti-Al反应体系及相组成
        3.2.2 透射电子显微（TEM）观察
        3.2.3 钛粉形貌对SEM组织的影响
        3.2.4 钛粉形貌对OM组织的影响
3的含量对复合材料组织性能的影响">    3.3 TiAl₃的含量对复合材料组织性能的影响
        3.3.1 复合材料的SEM组织观察
        3.3.2 复合材料的OM组织观察
        3.3.3 复合材料的力学性能
    3.4 超声功率对复合材料组织性能的影响
        3.4.1 复合材料的SEM组织观察
        3.4.2 复合材料的OM组织
        3.4.3 复合材料的力学性能
    3.5 超声原位合成复合材料的机理
        3.5.1 声空化效应
        3.5.2 超声功率对Ti-Al体系反应进程的影响
    3.6 本章小节
3/7050Al复合材料组织与性能的影响">第4章 热处理对TiAl₃/7050Al复合材料组织与性能的影响
    4.1 引言
    4.2 固溶对复合材料微观组织的影响
        4.2.1 固溶对复合材料SEM组织的影响
        4.2.2 固溶对复合材料OM组织的影响
        4.2.3 复合材料固溶后的TEM组织
        4.2.4 固溶对复合材料硬度的影响
    4.3 时效对复合材料组织与性能的影响
        4.3.1 时效温度对复合材料的影响
        4.3.2 时效时间对复合材料的影响
    4.4 复合材料的热处理工艺
        4.4.1 热处理对复合材料力学性能的影响
        4.4.2 热处理对复合材料微观组织的影响
    4.5 复合材料热处理的性能及组织
        4.5.1 复合材料热处理的力学性能
        4.5.2 复合材料热处理的SEM和OM组织
        4.5.3 复合材料热处理的TEM组织
        4.5.4 复合材料热处理的拉伸断口
    4.6 强化机制
        4.6.1 直接强化机制
        4.6.2 细晶强化
        4.6.3 Orowan强化
        4.6.4 固溶强化
    4.7 本章小节
3/7050Al复合材料的干摩擦磨损性能">第5章 TiAl₃/7050Al复合材料的干摩擦磨损性能
    5.1 引言
    5.2 工艺参数对复合材料耐磨性的影响
        5.2.1 铸态复合材料的磨损量
        5.2.2 铸态复合材料的耐磨性
        5.2.3 铸态复合材料的磨面形貌
    5.3 外载荷对复合材料耐磨性的影响
        5.3.1 复合材料磨损试验数据分析
        5.3.2 外载荷对磨面形貌的影响
    5.4 摩擦速度对复合材料耐磨性的影响
    5.5 摩擦磨损机理
    5.6 本章小节
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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[2]高能超声作用下熔体反应合成铝基复合材料的研究[D]. 丁加善.江苏大学 2008
[3]碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备及其摩擦学性能研究[D]. 袁晓明.兰州大学 2006



本文编号：2966924