固相回收颗粒增强镁基复合材料SiC p /ZK60制备及性能研究
发布时间：2021-08-30 03:38
镁合金是目前工程应用中最轻的金属材料之一,其中80%以上可再生利用,被誉为“绿色金属材料”。但目前由于镁合金制备成品时会产生大量废料,导致利用率较低。因此,深入开展镁合金再生技术及其性能研究具有重要的理论意义和实践价值。本课题采用固相合成方法将ZK60镁合金屑与SiC陶瓷颗粒通过等温挤压（一次挤压、二次挤压及往复挤压）制备SiCp/ZK60镁基复合材料。采用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）、显微硬度计和力学性能试验机对SiCp/ZK60的微观组织、显微硬度、断口形貌和力学性能进行了研究。采用腐蚀失重法、电化学测试方法研究SiCp/ZK60的腐蚀行为；在温度为360～450℃、应变率为0.001～1s-1的变形条件下,采用热模拟机研究固相回收SiCp/ZK60的高温变形行为。试验结果表明,SiCp/ZK60复合材料中的SiC颗粒在挤压过程中发生破碎,增加晶界畸变能,为再结晶过程提供能量条件,组织晶粒尺寸发生细化,以添加量为5%-8%获得的晶粒细化效果最佳...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 镁及镁合金废料
1.1.1 镁及镁合金类型
1.1.2 镁合金废料的产生
1.1.3 镁合金废料回收现状
1.2 镁合金再生方法
1.2.1 镁合金的液态回收技术
1.2.2 镁合金的固态回收技术
1.3 镁基复合材料制备工艺及研究现状
1.3.1 镁基复合材料的制备工艺
1.3.2 固相回收颗粒增强镁基复合材料的国内研究现状
1.3.3 固相回收颗粒增强镁基复合材料的国外研究现状
1.4 选题意义及主要研究内容
1.4.1 选题意义
1.4.2 主要研究内容
第2章 试验材料及研究方法
2.1 试验材料
2.2 技术路线图
2.3 试验设备和工艺过程
2.3.1 ZK60的熔炼
2.3.2 镁屑的制备及混料
2.3.3 坯料的制备
2.3.4 一次挤压制备SiC_p/ZK60镁基复合材料
2.3.5 二次挤压制备SiC_p/ZK60镁基复合材料
2.3.6 往复挤压制备SiC_p/ZK60镁基复合材料
2.3.7 SiC_p/ZK60镁基复合材料的热处理工艺
2.4 力学性能测试和显微组织分析
2.4.1 拉伸性能及显微硬度测试
2.4.2 显微组织及断口形貌
2.5 腐蚀性能研究
2.5.1 腐蚀介质与试验环境
2.5.2 电化学试样制备
2.5.3 静态失重试验
2.5.4 电化学试验
2.5.5 腐蚀形貌分析
2.6 高温压缩性能测试
2.7 本章小结
第3章 SiC_p/ZK60镁基复合材料组织结构及力学性能
3.1 引言
3.2 SiC_p/ZK60的组织结构
3.2.1 增强相体积分数对组织的影响
3.2.2 颗粒尺寸对组织的影响
3.2.3 固溶处理对一次挤压SiC_p/ZK60组织的影响
3.2.4 固溶处理对二次挤压和往复挤压SiC_p/ZK60组织的影响
3.3 SiC_p/ZK60的强度性能
3.3.1 一次挤压SiC_p/ZK60的抗拉强度
3.3.2 二次挤压SiC_p/ZK60的抗拉强度
3.3.3 往复挤压SiC_p/ZK60的抗拉强度
3.3.4 热处理后SiC_p/ZK60的抗拉强度
3.4 SiC_p/ZK60的断口形貌
3.5 本章小结
第4章 SiC_p/ZK60镁基复合材料的腐蚀行为
4.1 引言
4.2 腐蚀失重
4.3 动电位极化曲线
4.4 电化学阻抗测试
4.5 腐蚀形貌分析
4.6 本章小结
第5章 挤压态SiC_p/ZK60热模拟流变行为研究及本构方程建立
5.1 引言
5.2 SiC_p/ZK60热压缩变形真应力-应变曲线
5.2.1 不同应变速率的真应力-真应变曲线
5.2.2 不同变形温度下的真应力-真应变曲线
5.2.3 不同SiC颗粒尺寸的真应力-真应变曲线
5.3 本构模型的建立
5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文
学位论文评阅及答辩请况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属基复合材料发展的挑战与机遇[J]. 武高辉. 复合材料学报. 2014(05)
[2]热挤压态SiCp/AZ91镁基复合材料腐蚀行为研究[J]. 张春艳,张涛,邵亚薇,孟国哲. 腐蚀科学与防护技术. 2014(02)
[3]碳纳米管对AZ31镁合金抗腐蚀性能影响与机制研究[J]. 周国华,曾效舒,张湛,罗超. 稀有金属材料与工程. 2011(01)
[4]SiCP/AZ61复合材料的高温压缩变形本构方程[J]. 赵龙志,陈炳辉,赵明娟,闫洪. 热加工工艺. 2010(12)
[5]金属基复合材料蠕变性能的研究现状和展望[J]. 田君,李文芳,韩立发,彭继华. 材料导报. 2010(05)
[6]Deformation behavior and microstructure of an Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy during hot deformation[J]. Liang-ming Yan,Jian Shen,Jun-peng Li,Zhou-bing Li,and Xiao-dong Yan General Research Institute for Nonferrous Metals,Beijing 100088,China. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2010(01)
[7]镁基复合材料的制备方法与新工艺[J]. 杜文博,严振杰,吴玉锋,王朝辉,左铁镛. 稀有金属材料与工程. 2009(03)
[8]B4C和SiC颗粒增强ZM5镁基复合材料的组织及力学性能[J]. 艾云龙,杨国超,张剑平,刘长虹. 铸造技术. 2008(09)
[9]Microstructure and properties of Al-Cu-Mg-Ag alloy exposed at 200℃ with and without stress[J]. 夏卿坤,刘志义,李云涛. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2008(04)
[10]变形镁合金热压缩变形流变应力研究[J]. 杨亚琴,李保成. 中北大学学报(自然科学版). 2007(S1)
博士论文
[1]固相再生AZ91D镁合金组织结构及性能研究[D]. 胡茂良.哈尔滨理工大学 2008
[2]搅拌铸造SiC颗粒增强镁基复合材料高温变形行为研究[D]. 王晓军.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]热处理对SiC/AZ81镁合金基复合材料力学性能的影响[D]. 张博.沈阳工业大学 2009
[2]热挤压对AZ91镁合金和SiCp/AZ91复合材料腐蚀行为的影响[D]. 吴丽娟.哈尔滨工业大学 2007
[3]固相合成AZ91D镁合金制备工艺研究[D]. 陈晓瑜.哈尔滨理工大学 2007
本文编号：3371983
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 镁及镁合金废料
1.1.1 镁及镁合金类型
1.1.2 镁合金废料的产生
1.1.3 镁合金废料回收现状
1.2 镁合金再生方法
1.2.1 镁合金的液态回收技术
1.2.2 镁合金的固态回收技术
1.3 镁基复合材料制备工艺及研究现状
1.3.1 镁基复合材料的制备工艺
1.3.2 固相回收颗粒增强镁基复合材料的国内研究现状
1.3.3 固相回收颗粒增强镁基复合材料的国外研究现状
1.4 选题意义及主要研究内容
1.4.1 选题意义
1.4.2 主要研究内容
第2章 试验材料及研究方法
2.1 试验材料
2.2 技术路线图
2.3 试验设备和工艺过程
2.3.1 ZK60的熔炼
2.3.2 镁屑的制备及混料
2.3.3 坯料的制备
2.3.4 一次挤压制备SiC_p/ZK60镁基复合材料
2.3.5 二次挤压制备SiC_p/ZK60镁基复合材料
2.3.6 往复挤压制备SiC_p/ZK60镁基复合材料
2.3.7 SiC_p/ZK60镁基复合材料的热处理工艺
2.4 力学性能测试和显微组织分析
2.4.1 拉伸性能及显微硬度测试
2.4.2 显微组织及断口形貌
2.5 腐蚀性能研究
2.5.1 腐蚀介质与试验环境
2.5.2 电化学试样制备
2.5.3 静态失重试验
2.5.4 电化学试验
2.5.5 腐蚀形貌分析
2.6 高温压缩性能测试
2.7 本章小结
第3章 SiC_p/ZK60镁基复合材料组织结构及力学性能
3.1 引言
3.2 SiC_p/ZK60的组织结构
3.2.1 增强相体积分数对组织的影响
3.2.2 颗粒尺寸对组织的影响
3.2.3 固溶处理对一次挤压SiC_p/ZK60组织的影响
3.2.4 固溶处理对二次挤压和往复挤压SiC_p/ZK60组织的影响
3.3 SiC_p/ZK60的强度性能
3.3.1 一次挤压SiC_p/ZK60的抗拉强度
3.3.2 二次挤压SiC_p/ZK60的抗拉强度
3.3.3 往复挤压SiC_p/ZK60的抗拉强度
3.3.4 热处理后SiC_p/ZK60的抗拉强度
3.4 SiC_p/ZK60的断口形貌
3.5 本章小结
第4章 SiC_p/ZK60镁基复合材料的腐蚀行为
4.1 引言
4.2 腐蚀失重
4.3 动电位极化曲线
4.4 电化学阻抗测试
4.5 腐蚀形貌分析
4.6 本章小结
第5章 挤压态SiC_p/ZK60热模拟流变行为研究及本构方程建立
5.1 引言
5.2 SiC_p/ZK60热压缩变形真应力-应变曲线
5.2.1 不同应变速率的真应力-真应变曲线
5.2.2 不同变形温度下的真应力-真应变曲线
5.2.3 不同SiC颗粒尺寸的真应力-真应变曲线
5.3 本构模型的建立
5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文
学位论文评阅及答辩请况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属基复合材料发展的挑战与机遇[J]. 武高辉. 复合材料学报. 2014(05)
[2]热挤压态SiCp/AZ91镁基复合材料腐蚀行为研究[J]. 张春艳,张涛,邵亚薇,孟国哲. 腐蚀科学与防护技术. 2014(02)
[3]碳纳米管对AZ31镁合金抗腐蚀性能影响与机制研究[J]. 周国华,曾效舒,张湛,罗超. 稀有金属材料与工程. 2011(01)
[4]SiCP/AZ61复合材料的高温压缩变形本构方程[J]. 赵龙志,陈炳辉,赵明娟,闫洪. 热加工工艺. 2010(12)
[5]金属基复合材料蠕变性能的研究现状和展望[J]. 田君,李文芳,韩立发,彭继华. 材料导报. 2010(05)
[6]Deformation behavior and microstructure of an Al-Zn-Mg-Cu-Zr alloy during hot deformation[J]. Liang-ming Yan,Jian Shen,Jun-peng Li,Zhou-bing Li,and Xiao-dong Yan General Research Institute for Nonferrous Metals,Beijing 100088,China. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2010(01)
[7]镁基复合材料的制备方法与新工艺[J]. 杜文博,严振杰,吴玉锋,王朝辉,左铁镛. 稀有金属材料与工程. 2009(03)
[8]B4C和SiC颗粒增强ZM5镁基复合材料的组织及力学性能[J]. 艾云龙,杨国超,张剑平,刘长虹. 铸造技术. 2008(09)
[9]Microstructure and properties of Al-Cu-Mg-Ag alloy exposed at 200℃ with and without stress[J]. 夏卿坤,刘志义,李云涛. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2008(04)
[10]变形镁合金热压缩变形流变应力研究[J]. 杨亚琴,李保成. 中北大学学报(自然科学版). 2007(S1)
博士论文
[1]固相再生AZ91D镁合金组织结构及性能研究[D]. 胡茂良.哈尔滨理工大学 2008
[2]搅拌铸造SiC颗粒增强镁基复合材料高温变形行为研究[D]. 王晓军.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]热处理对SiC/AZ81镁合金基复合材料力学性能的影响[D]. 张博.沈阳工业大学 2009
[2]热挤压对AZ91镁合金和SiCp/AZ91复合材料腐蚀行为的影响[D]. 吴丽娟.哈尔滨工业大学 2007
[3]固相合成AZ91D镁合金制备工艺研究[D]. 陈晓瑜.哈尔滨理工大学 2007
本文编号：3371983
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