原位纳米ZrB 2 /6X82Al复合材料的累积叠轧加工及其高温塑变性能的研究
发布时间：2021-11-15 10:57
本文设计开发6X82Al-K2ZrF6-KBF4新型复合材料体系,并结合电磁搅拌技术,成功制备了原位纳米ZrB2/6X82Al复合材料。然后,在300oC下对制备的复合材料进行累积叠轧（ARB）大塑性变形,借助OM、XRD、SEM、EDS等手段对复合材料ARB前后以及不同道次的纳米增强体颗粒大小、形状、分布;析出相大小、形状、分布;复合材料晶粒的大小、形貌变化进行研究,并探讨了ARB加工过程中的晶粒细化机制以及不同热处理状态对复合材料在累积叠轧加工过程的组织形貌的影响。测试了不同热处理状态下ARB前后以及不同道次的复合材料的力学性能,探究了ARB加工态复合材料的强化机理。并对ARB加工获得的复合材料进行高温拉伸试验以研究其高温塑变性能及其高温塑变机制。复合材料的原位合成工艺研究表明:当混合盐K2ZrF6与KBF4的质量比为52:48,熔体温度1123K,反应时间为30min,并施加间歇式螺旋磁场搅拌,可获得ZrB2/6X82Al复合材料,其中ZrB2颗粒多为六边形或者四边形,尺寸为30-100nm,以局部团簇的方式分布在基体中,并一定程度的细化了复合材料基体的晶粒。ARB试验结果表明:...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题意义
1.2 原位颗粒增强铝基复合材料研究进展
1.2.1 原位颗粒增强铝基复合材料概述
1.2.2 原位合成铝基复合材料制备技术
1.2.3 原位颗粒增强铝基复合材料的增强机制
1.3 原位颗粒增强铝基复合材料亟待解决的问题
1.4 累积叠轧加工技术
1.4.1 累积叠轧加工技术研究概况
1.4.2 累积叠轧过程中晶粒细化的机理
1.5 本课题的主要研究内容
第二章 实验材料、方法及设备
2.1 原位反应体系的设计
2.1.1 基体的选择
2.1.2 增强颗粒的选择
2.2 原位纳米ZrB_2/6X82Al复合材料的制备
2.3 累积叠轧实验及工艺参数优化
2.4 拉伸性能测试
2.5 高温塑变性能测试
2.6 微观组织结构分析
2.6.1 金相显微组织观察
2.6.2 X–射线衍射分析
2.6.3 扫描电镜及能谱分析
2.6.4 透射电镜分析
第三章 累积叠轧态原位ZrB_2/6X82Al复合材料的组织结构
3.1 引言
3.2 铸态原位纳米ZrB_2/6X82Al复合材料组织结构
3.3 累积叠轧加工参数优化
3.3.1 复合材料基体的高温流变曲线
3.3.2 复合材料基体的热加工图
3.4 累积叠轧加工对复合材料中纳米增强体分布的影响
3.4.1 时效态复合材料纳米增强体分布的演变
3.4.2 固溶态复合材料纳米增强体分布的演变
3.5 累积叠轧加工对复合材料中析出相的影响
3.5.1 时效态复合材料中析出相的演变
3.5.2 固溶态复合材料中析出相的演变
3.6 累积叠轧加工对复合材料基体晶粒细化的影响规律
3.6.1 不同增强体含量对铸态复合材料基体晶粒的影响
3.6.2 累积叠轧加工对复合材料基体的晶粒细化
3.7 本章小结
第四章 累积叠轧态原位ZrB_2/6X82Al复合材料的力学性能
4.1 引言
4.2 铸态原位纳米ZrB_2/6X82Al复合材料的力学性能
4.3 累积叠轧态原位纳米ZrB_2/6X82Al复合材料的力学性能
4.3.1 不同增强体含量对复合材料力学性能的影响
4.3.2 热处理工艺对复合材料力学性能的影响
4.4 累积叠轧态原位纳米ZrB_2/6X82Al复合材料的强化机制
4.5 本章小结
第五章 累积叠轧态原位ZrB_2/6X82Al复合材料的高温塑变性能
5.1 引言
5.2 累积叠轧态复合材料的高温塑变特性
5.3 变形温度对复合材料高温塑变性能的影响
5.4 应变速率对复合材料高温塑变性能的影响
5.5 累积叠轧态原位纳米ZrB_2/6X82Al的高温塑变的机制分析
5.6 本章小结
第六章 主要结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]超声化学原位合成纳米Al2O3/6063Al复合材料组织及高温蠕变性能[J]. 赵玉涛,林伟立,怯喜周,刘晓君,王春梅. 复合材料学报. 2015(05)
[2]Manufacture of Nano-Sized Particle-Reinforced Metal Matrix Composites:A Review[J]. Dongshuai Zhou,Feng Qiu,Huiyuan Wang,Qichuan Jiang. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2014(05)
[3]搅拌摩擦处理Al3Zr/6063原位复合材料的组织和性能[J]. 焦雷,赵玉涛,王晓璐,张赛. 稀有金属材料与工程. 2014(07)
[4]Effect of Annealing on the Microwave-absorption Properties of Ni/Al2O3 Nanocomposites[J]. Songning XU,Meixing ZHAO,Zongqi CAI,Naikun SUN,Feng LIU,Baosheng DU,Xueyuan ZHANG,Zhoujun LING. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2013(04)
[5]溶胶-凝胶自蔓燃法制备Al2ZrO5纳米颗粒增强铝基复合材料（英文）[J]. S.A.KHORRAMIE,M.A.BAGHCHESARA,D.P.GOHARI. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(06)
[6]微纳米ZrB2p/Al复合材料的原位合成机制和组织特征[J]. 李桂荣,张勋寅,王宏明,赵玉涛,陈刚,张钊. 北京科技大学学报. 2012(05)
[7]超声化学原位合成Al2O3（p）/Al纳米复合材料的组织及其机理（英文）[J]. 陈登斌,赵玉涛,祝海燕,郑梦,陈刚. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(01)
[8]Aluminum matrix composites reinforced by in situ Al2O3 and Al3Zr particles fabricated via magnetochemistry reaction[J]. 赵玉涛,张松利,陈刚. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(11)
[9]金属基复合材料的现状与发展趋势[J]. 张荻,张国定,李志强. 中国材料进展. 2010(04)
[10]大塑性变形制备超细晶复合材料的研究进展[J]. 郭炜,王渠东. 锻压技术. 2010(01)
博士论文
[1]原位颗粒增强铝基复合材料的塑性变形行为及性能研究[D]. 焦雷.江苏大学 2014
[2]累积叠轧焊法制备铝基复合材料的研究[D]. 刘崇宇.燕山大学 2013
硕士论文
[1]原位反应法制备TiB2/2024复合材料及组织性能研究[D]. 邢宁宁.吉林大学 2014
[2]累积叠轧焊AA1070铝板的成形性研究[D]. 孙风蔚.华南理工大学 2010
[3]微合金化与原位颗粒协同作用铝基复合材料的组织与性能[D]. 孙洪强.江苏大学 2007
[4]累积叠轧焊法制备超细晶镁合金及组织细化机制研究[D]. 肖心萍.燕山大学 2006
本文编号：3496642
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题意义
1.2 原位颗粒增强铝基复合材料研究进展
1.2.1 原位颗粒增强铝基复合材料概述
1.2.2 原位合成铝基复合材料制备技术
1.2.3 原位颗粒增强铝基复合材料的增强机制
1.3 原位颗粒增强铝基复合材料亟待解决的问题
1.4 累积叠轧加工技术
1.4.1 累积叠轧加工技术研究概况
1.4.2 累积叠轧过程中晶粒细化的机理
1.5 本课题的主要研究内容
第二章 实验材料、方法及设备
2.1 原位反应体系的设计
2.1.1 基体的选择
2.1.2 增强颗粒的选择
2.2 原位纳米ZrB_2/6X82Al复合材料的制备
2.3 累积叠轧实验及工艺参数优化
2.4 拉伸性能测试
2.5 高温塑变性能测试
2.6 微观组织结构分析
2.6.1 金相显微组织观察
2.6.2 X–射线衍射分析
2.6.3 扫描电镜及能谱分析
2.6.4 透射电镜分析
第三章 累积叠轧态原位ZrB_2/6X82Al复合材料的组织结构
3.1 引言
3.2 铸态原位纳米ZrB_2/6X82Al复合材料组织结构
3.3 累积叠轧加工参数优化
3.3.1 复合材料基体的高温流变曲线
3.3.2 复合材料基体的热加工图
3.4 累积叠轧加工对复合材料中纳米增强体分布的影响
3.4.1 时效态复合材料纳米增强体分布的演变
3.4.2 固溶态复合材料纳米增强体分布的演变
3.5 累积叠轧加工对复合材料中析出相的影响
3.5.1 时效态复合材料中析出相的演变
3.5.2 固溶态复合材料中析出相的演变
3.6 累积叠轧加工对复合材料基体晶粒细化的影响规律
3.6.1 不同增强体含量对铸态复合材料基体晶粒的影响
3.6.2 累积叠轧加工对复合材料基体的晶粒细化
3.7 本章小结
第四章 累积叠轧态原位ZrB_2/6X82Al复合材料的力学性能
4.1 引言
4.2 铸态原位纳米ZrB_2/6X82Al复合材料的力学性能
4.3 累积叠轧态原位纳米ZrB_2/6X82Al复合材料的力学性能
4.3.1 不同增强体含量对复合材料力学性能的影响
4.3.2 热处理工艺对复合材料力学性能的影响
4.4 累积叠轧态原位纳米ZrB_2/6X82Al复合材料的强化机制
4.5 本章小结
第五章 累积叠轧态原位ZrB_2/6X82Al复合材料的高温塑变性能
5.1 引言
5.2 累积叠轧态复合材料的高温塑变特性
5.3 变形温度对复合材料高温塑变性能的影响
5.4 应变速率对复合材料高温塑变性能的影响
5.5 累积叠轧态原位纳米ZrB_2/6X82Al的高温塑变的机制分析
5.6 本章小结
第六章 主要结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]超声化学原位合成纳米Al2O3/6063Al复合材料组织及高温蠕变性能[J]. 赵玉涛,林伟立,怯喜周,刘晓君,王春梅. 复合材料学报. 2015(05)
[2]Manufacture of Nano-Sized Particle-Reinforced Metal Matrix Composites:A Review[J]. Dongshuai Zhou,Feng Qiu,Huiyuan Wang,Qichuan Jiang. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2014(05)
[3]搅拌摩擦处理Al3Zr/6063原位复合材料的组织和性能[J]. 焦雷,赵玉涛,王晓璐,张赛. 稀有金属材料与工程. 2014(07)
[4]Effect of Annealing on the Microwave-absorption Properties of Ni/Al2O3 Nanocomposites[J]. Songning XU,Meixing ZHAO,Zongqi CAI,Naikun SUN,Feng LIU,Baosheng DU,Xueyuan ZHANG,Zhoujun LING. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2013(04)
[5]溶胶-凝胶自蔓燃法制备Al2ZrO5纳米颗粒增强铝基复合材料（英文）[J]. S.A.KHORRAMIE,M.A.BAGHCHESARA,D.P.GOHARI. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(06)
[6]微纳米ZrB2p/Al复合材料的原位合成机制和组织特征[J]. 李桂荣,张勋寅,王宏明,赵玉涛,陈刚,张钊. 北京科技大学学报. 2012(05)
[7]超声化学原位合成Al2O3（p）/Al纳米复合材料的组织及其机理（英文）[J]. 陈登斌,赵玉涛,祝海燕,郑梦,陈刚. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(01)
[8]Aluminum matrix composites reinforced by in situ Al2O3 and Al3Zr particles fabricated via magnetochemistry reaction[J]. 赵玉涛,张松利,陈刚. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(11)
[9]金属基复合材料的现状与发展趋势[J]. 张荻,张国定,李志强. 中国材料进展. 2010(04)
[10]大塑性变形制备超细晶复合材料的研究进展[J]. 郭炜,王渠东. 锻压技术. 2010(01)
博士论文
[1]原位颗粒增强铝基复合材料的塑性变形行为及性能研究[D]. 焦雷.江苏大学 2014
[2]累积叠轧焊法制备铝基复合材料的研究[D]. 刘崇宇.燕山大学 2013
硕士论文
[1]原位反应法制备TiB2/2024复合材料及组织性能研究[D]. 邢宁宁.吉林大学 2014
[2]累积叠轧焊AA1070铝板的成形性研究[D]. 孙风蔚.华南理工大学 2010
[3]微合金化与原位颗粒协同作用铝基复合材料的组织与性能[D]. 孙洪强.江苏大学 2007
[4]累积叠轧焊法制备超细晶镁合金及组织细化机制研究[D]. 肖心萍.燕山大学 2006
本文编号：3496642
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