原位纳米ZrB 2 /6061铝基复合材料的塑性变形及性能研究
发布时间：2021-11-01 14:13
本论文采用熔体原位反应合成技术,利用Al-KBF4-K2ZrF6体系成功合成了ZrB2增强6061铝基复合材料,探讨了塑性变形方式对复合材料微结构与力学性能影响,研究了复合材料塑性变形行为。主要研究结果如下:（1）原位合成的ZrB2增强颗粒尺寸细小,平均在100 nm左右,主要集中在晶界处。（2）ZrB2颗粒对复合材料基体晶粒大小影响的研究结果表明:ZrB2颗粒含量越高,复合材料基体晶粒细化效果越明显,当ZrB2颗粒质量分数为3wt.%时,基体晶粒的平均尺寸为30μm。但是,颗粒质量分数达到5wt.%的ZrB2/6061铝基复合材料基体中的晶粒细化程度减弱。颗粒增强复合材料中存在一个最大的有效的临界质量分数。（3）ZrB2颗粒对复合材料力学性能影响的研究结果表明:由于ZrB2颗粒的引入,复合材料的真应力相比较基体6061合金提高31.2%,伸长率下...
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
气-液反应法装置示意图
界面结合较好且干净，增强体的含量可以调节在一个大的范种工艺需要很强的技巧，操作起来很难，只有技术娴熟的人才能品呈现疏松多孔，需要后续处理和二次加工。蔓延高温合成（SHS），前苏联的材料学家在混合压实燃烧 Ti 和 B 时，开拓出一种新的自蔓延高温合成法（SHS）[22]。这种制备技术的原理与 XD 相似，与增强组分原料混合均匀，然后压制成坯料，在保护性气体或者坯的一端点火引燃，让金属粉末与增强组分原料发生化学反应，量的热量，这些热量蔓延到邻近坯料，使得邻近的坯料也开始燃直到所有坯料完全反应。在这个原位反应中，生成的金属间化合以在基体中弥散分布，生成物的尺寸可以达到亚微米级(100nm-难合成增强颗粒含量低的复合材料。
图 1.3 多向锻造工艺示意图[36]Fig. 1.3 Multidirectional forging process diagram人通过多向锻造工艺对材料的组织进行了研究分析，提个机制。艺对材料加工是在动态再结晶温度范围内进行的，多向.5 Tm（Tm 为金属或合金熔点）之间，变形温度相对较 0.5 Tm，如果温度过高，再结晶容易发生生长变大，随再结晶温度降低，动态再结晶的临界应变值相对应减小艺的优点在于设备简单，易操作，通常对金属进行低塑比较低。同时，多向锻造也有较多的缺点，如在压缩时，进而裂纹扩展，最终断裂。在锻造时，也会出现内部料出现缺陷。考虑到多向锻造工艺的优点，多向锻造已金属合金及复合材料。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Aging Behavior of Nano-SiC/2014Al Composite Fabricated by Powder Metallurgy and Hot Extrusion Techniques[J]. Zhiguo Wang,Chuanpeng Li,Huiyuan Wang,Xian Zhu,Min Wu,Jiehua Li,Qichuan Jiang. Journal of Materials Science & Technology. 2016(10)
[2]挤压及热处理对原位合成（Al3Zr+ZrB2）p/6063Al复合材料力学性能的影响规律[J]. 曾一达,赵玉涛,焦雷,田康乐. 功能材料. 2014(19)
[3]Thermal Expansion of Al Matrix Composites Reinforced with Hybrid Micro-/nano-sized Al2O3 Particles[J]. Zhibo Lei,Ke Zhao,Yiguang Wang,Linan An. Journal of Materials Science & Technology. 2014(01)
[4]塑性变形对Al0.5FeCoCrNi高熵合金组织结构和性能的影响[J]. 范太云,唐群华,陈文哲,戴品强,吴波. 材料科学与工程学报. 2013(02)
[5]铝基复合材料高应变速率及低温超塑性的研究进展[J]. 焦雷,赵玉涛,王晓路,吴岳. 材料导报. 2013(03)
[6]颗粒增强金属基复合材料的研究进展[J]. 贺毅强. 热加工工艺. 2012(02)
[7]Mechanism and Kinetic Model of In-situ TiB2/7055Al Nanocomposites Synthesized under High Intensity Ultrasonic Field[J]. 陈登斌,赵玉涛. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2011(05)
[8]热挤压变形对搅拌铸造SiCp/2024复合材料显微组织与力学性能的影响[J]. 张显峰,陆政,苏海,高文理,刘洪波. 塑性工程学报. 2011(01)
[9]搅拌摩擦加工研究进展及前景展望[J]. 黄春平,柯黎明,邢丽,刘鸽平. 稀有金属材料与工程. 2011(01)
[10]大飞机用铝合金的研究现状及展望[J]. 刘兵,彭超群,王日初,王小锋,李婷婷. 中国有色金属学报. 2010(09)
博士论文
[1]原位颗粒增强镁基复合材料的制备[D]. 王慧远.吉林大学 2004
硕士论文
[1]原位合成TiB2/Al-4Cu复合材料组织和性能的研究[D]. 赵火平.南昌航空大学 2010
本文编号：3470253
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
气-液反应法装置示意图
界面结合较好且干净，增强体的含量可以调节在一个大的范种工艺需要很强的技巧，操作起来很难，只有技术娴熟的人才能品呈现疏松多孔，需要后续处理和二次加工。蔓延高温合成（SHS），前苏联的材料学家在混合压实燃烧 Ti 和 B 时，开拓出一种新的自蔓延高温合成法（SHS）[22]。这种制备技术的原理与 XD 相似，与增强组分原料混合均匀，然后压制成坯料，在保护性气体或者坯的一端点火引燃，让金属粉末与增强组分原料发生化学反应，量的热量，这些热量蔓延到邻近坯料，使得邻近的坯料也开始燃直到所有坯料完全反应。在这个原位反应中，生成的金属间化合以在基体中弥散分布，生成物的尺寸可以达到亚微米级(100nm-难合成增强颗粒含量低的复合材料。
图 1.3 多向锻造工艺示意图[36]Fig. 1.3 Multidirectional forging process diagram人通过多向锻造工艺对材料的组织进行了研究分析，提个机制。艺对材料加工是在动态再结晶温度范围内进行的，多向.5 Tm（Tm 为金属或合金熔点）之间，变形温度相对较 0.5 Tm，如果温度过高，再结晶容易发生生长变大，随再结晶温度降低，动态再结晶的临界应变值相对应减小艺的优点在于设备简单，易操作，通常对金属进行低塑比较低。同时，多向锻造也有较多的缺点，如在压缩时，进而裂纹扩展，最终断裂。在锻造时，也会出现内部料出现缺陷。考虑到多向锻造工艺的优点，多向锻造已金属合金及复合材料。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Aging Behavior of Nano-SiC/2014Al Composite Fabricated by Powder Metallurgy and Hot Extrusion Techniques[J]. Zhiguo Wang,Chuanpeng Li,Huiyuan Wang,Xian Zhu,Min Wu,Jiehua Li,Qichuan Jiang. Journal of Materials Science & Technology. 2016(10)
[2]挤压及热处理对原位合成（Al3Zr+ZrB2）p/6063Al复合材料力学性能的影响规律[J]. 曾一达,赵玉涛,焦雷,田康乐. 功能材料. 2014(19)
[3]Thermal Expansion of Al Matrix Composites Reinforced with Hybrid Micro-/nano-sized Al2O3 Particles[J]. Zhibo Lei,Ke Zhao,Yiguang Wang,Linan An. Journal of Materials Science & Technology. 2014(01)
[4]塑性变形对Al0.5FeCoCrNi高熵合金组织结构和性能的影响[J]. 范太云,唐群华,陈文哲,戴品强,吴波. 材料科学与工程学报. 2013(02)
[5]铝基复合材料高应变速率及低温超塑性的研究进展[J]. 焦雷,赵玉涛,王晓路,吴岳. 材料导报. 2013(03)
[6]颗粒增强金属基复合材料的研究进展[J]. 贺毅强. 热加工工艺. 2012(02)
[7]Mechanism and Kinetic Model of In-situ TiB2/7055Al Nanocomposites Synthesized under High Intensity Ultrasonic Field[J]. 陈登斌,赵玉涛. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2011(05)
[8]热挤压变形对搅拌铸造SiCp/2024复合材料显微组织与力学性能的影响[J]. 张显峰,陆政,苏海,高文理,刘洪波. 塑性工程学报. 2011(01)
[9]搅拌摩擦加工研究进展及前景展望[J]. 黄春平,柯黎明,邢丽,刘鸽平. 稀有金属材料与工程. 2011(01)
[10]大飞机用铝合金的研究现状及展望[J]. 刘兵,彭超群,王日初,王小锋,李婷婷. 中国有色金属学报. 2010(09)
博士论文
[1]原位颗粒增强镁基复合材料的制备[D]. 王慧远.吉林大学 2004
硕士论文
[1]原位合成TiB2/Al-4Cu复合材料组织和性能的研究[D]. 赵火平.南昌航空大学 2010
本文编号：3470253
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