(Mg 2 B 2 O 5 w+ND)/ZK60复合材料的制备与摩擦磨损性能研究
发布时间：2021-11-23 20:31
镁合金的强度、硬度及耐磨性等性能不够理想,使其在民用结构件中的应用受限,因此本文旨在制备出具有优良耐磨性能的镁基复合材料,扩大其应用范围。对力学性能及摩擦磨损性能进行测试,并分析其磨损机制。采用粉末冶金的方法制备了致密的ZK60合金、1wt.%ND/ZK60、（1wt.%Mg2B2O5w+1wt.%ND）/ZK60及（2wt.%Mg2B2O5w+1wt.%ND）/ZK60复合材料,发现随着增强体添加量的增大,晶粒尺寸逐渐减小,经过XRD表征发现基体与增强体之间没有发生界面反应。通过力学性能测试发现随着增强体添加量的增大,材料的硬度呈现出递增趋势,最大值达到99 HBS,伸长率则呈现出递减趋势。1wt.%ND/ZK60复合材料的室温拉伸强度最佳,分别为272.0 MPa（UTS）和175.9 MPa（YS）。随着晶须的添加,材料的断裂机制为由于缺陷造成的脆性断裂。干摩擦时,材料的质量磨损率都随着转速的增大呈现出递减趋势,随着载荷的增大而增大,基体镁合金的质量磨损率大体上低于复合材料。随着转速和载荷的增大,磨损机制都由磨粒磨损为主导转变为剥层磨损为主导。润滑摩擦时,材料的质量磨损率都随着转...
【文章来源】：青海大学青海省 211工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 镁基复合材料的组成
1.2.1 基体镁合金
1.2.2 增强体
1.2.2.1 纤维增强镁基复合材料
1.2.2.2 颗粒增强镁基复合材料
1.2.2.3 晶须增强镁基复合材料
1.2.2.4 镁基纳米复合材料
1.2.2.5 混杂增强体增强镁基复合材料
1.3 镁基复合材料的制备
1.3.1 铸造法
1.3.2 粉末冶金法
1.3.3 喷射法
1.3.4 熔体浸渗法
1.3.5 其他方法
1.4 镁基复合材料的摩擦磨损研究
1.4.1 摩擦磨损理论
1.4.2 影响因素
1.4.3 磨损机制
1.5 本文主要研究内容
第2章 复合材料的制备与试验方法
2.1 技术路线
2.2 试验材料
2.3 试验设备
2.5 复合材料的制备
2.5.1 球磨混粉
2.5.2 真空热压烧结
2.5.3 热挤压
2.6 复合材料的表征与性能测试
2.6.1 金相组织观察
2.6.2 SEM观察及EDS测试分析
2.6.3 XRD物相分析
2.6.4 TG/DSC热分析
2.6.5 硬度测试
2.6.6 室温拉伸试验
2.6.7 摩擦磨损试验
第3章 复合材料的显微组织与力学性能
3.1 混料均匀性分析
3.2 复合材料显微组织
3.2.1 真空热压烧结材料显微组织
3.2.2 热挤压材料显微组织
3.2.3 复合材料形貌及物相分析
3.3 复合材料的力学性能
3.3.1 复合材料的力学性能测试
3.3.2 复合材料的断口形貌分析
3.4 小结
第4章 复合材料的摩擦磨损性能
4.1 引言
4.2 试验方法
4.2.1 试验设备
4.2.2 试验材料及方案
4.3 干摩擦试验结果分析
4.3.1 滑动距离对摩擦系数的影响
4.3.2 转速对摩擦磨损性能的影响
4.3.3 载荷对摩擦磨损性能的影响
4.4 润滑摩擦试验结果分析
4.4.1 滑动距离对摩擦系数的影响
4.4.2 转速对摩擦磨损性能的影响
4.4.3 载荷对摩擦磨损性能的影响
4.5 小结
第5章 复合材料的磨损机制
5.1 引言
5.2 干摩擦条件下复合材料的磨损形貌及机制
5.2.1 材料种类对磨损机制的影响
5.2.2 载荷对磨损机制的影响
5.2.3 转速对磨损机制的影响
5.3 润滑摩擦条件下复合材料的磨损形貌及机制
5.3.1 材料种类对磨损机制的影响
5.3.2 载荷对磨损机制的影响
5.3.3 转速对磨损机制的影响
5.4 小结
结论
参考文献
致谢
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯和石墨增强铜基复合材料的摩擦磨损性能（英文）[J]. 李景夫,张雷,肖金坤,周科朝. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(10)
[2]Enhanced ductility of Mg–3Al–1Zn alloy reinforced with short length multiwalled carbon nanotubes using a powder metallurgy method[J]. Muhammad Rashad,Fusheng Pan,Muhammad Asif,Li Li. Progress in Natural Science:Materials International. 2015(04)
[3]金属诱发无压浸渗技术制备B4C/Mg复合材料的磨损行为与机制（英文）[J]. 姚彦桃,姜澜,付高峰,陈礼清. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(08)
[4]二硫化钨含量对铜-石墨-二硫化钨复合材料电滑动磨损性能的影响（英文）[J]. 钱刚,凤仪,陈阳明,莫飞,王雨晴,刘文宏. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(06)
[5]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)
[6]Processing,Microstructures,and Mechanical Properties of Magnesium Matrix Composites:A Review[J]. Liqing Chen,Yantao Yao. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2014(05)
[7]Effects of Processing Technologies on Mechanical Properties of SiC Particulate Reinforced Magnesium Matrix Composites[J]. 樊建锋,ZHANG Hua,DONG Hongbiao,XU Bingshe,ZHANG Zhifeng,SHI Likai. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2014(04)
[8]Tensile Strength and Electrical Conductivity of Carbon Nanotube Reinforced Aluminum Matrix Composites Fabricated by Powder Metallurgy Combined with Friction Stir Processing[J]. Z.Y.Liu,B.L.Xiao,W.G.Wang,Z.Y.Ma. Journal of Materials Science & Technology. 2014(07)
[9]Mg-11Y-5Gd-2Zn镁合金干滑动的摩擦磨损行为（英文）[J]. 胡茂良,王渠东,李程,丁文江. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(08)
[10]AZ31B镁合金及其纳米复合材料的滑动磨损行为（英文）[J]. M. SRINIVASAN,C. LOGANATHAN,M. KAMARAJ,Q. B. NGUYEN,M. GUPTA,R. NARAYANASAMY. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(01)
博士论文
[1]粉末热挤压制备高性能镁合金研究[D]. 张振亚.山东大学 2010
硕士论文
[1]金刚石颗粒增强AZ91镁基复合材料组织与性能研究[D]. 丁超.哈尔滨工业大学 2013
[2]粉末冶金法制备SiCw/AZ91复合材料研究[D]. 陈小伟.郑州大学 2013
[3]粉末冶金法制备碳纳米管增强镁基复合材料工艺研究[D]. 王誉.东北大学 2012
[4]纳米SiCp/AZ91复合材料的制备与热变形行为的研究[D]. 徐镭.哈尔滨工业大学 2011
[5]碳纳米管增强镁基复合材料的力学性能研究[D]. 徐莺歌.兰州理工大学 2010
[6]硼酸镁（硼酸铝）晶须增强镁基复合材料摩擦磨损性能研究[D]. 刘孝根.兰州理工大学 2008
[7]挤压及热处理工艺对ZK60镁合金组织与性能的影响[D]. 耿义海.中北大学 2008
[8]无压浸渗法制备Al2O3f/AZ91D复合材料工艺及性能研究[D]. 金志新.西安理工大学 2008
[9]粉末冶金法制备纳米金刚石/铜基复合材料及其性能研究[D]. 刘辉.天津大学 2007
[10]粉末冶金法制备硼酸镁晶须增强镁基复合材料的研究[D]. 王殊.天津大学 2007
本文编号：3514593
【文章来源】：青海大学青海省 211工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 镁基复合材料的组成
1.2.1 基体镁合金
1.2.2 增强体
1.2.2.1 纤维增强镁基复合材料
1.2.2.2 颗粒增强镁基复合材料
1.2.2.3 晶须增强镁基复合材料
1.2.2.4 镁基纳米复合材料
1.2.2.5 混杂增强体增强镁基复合材料
1.3 镁基复合材料的制备
1.3.1 铸造法
1.3.2 粉末冶金法
1.3.3 喷射法
1.3.4 熔体浸渗法
1.3.5 其他方法
1.4 镁基复合材料的摩擦磨损研究
1.4.1 摩擦磨损理论
1.4.2 影响因素
1.4.3 磨损机制
1.5 本文主要研究内容
第2章 复合材料的制备与试验方法
2.1 技术路线
2.2 试验材料
2.3 试验设备
2.5 复合材料的制备
2.5.1 球磨混粉
2.5.2 真空热压烧结
2.5.3 热挤压
2.6 复合材料的表征与性能测试
2.6.1 金相组织观察
2.6.2 SEM观察及EDS测试分析
2.6.3 XRD物相分析
2.6.4 TG/DSC热分析
2.6.5 硬度测试
2.6.6 室温拉伸试验
2.6.7 摩擦磨损试验
第3章 复合材料的显微组织与力学性能
3.1 混料均匀性分析
3.2 复合材料显微组织
3.2.1 真空热压烧结材料显微组织
3.2.2 热挤压材料显微组织
3.2.3 复合材料形貌及物相分析
3.3 复合材料的力学性能
3.3.1 复合材料的力学性能测试
3.3.2 复合材料的断口形貌分析
3.4 小结
第4章 复合材料的摩擦磨损性能
4.1 引言
4.2 试验方法
4.2.1 试验设备
4.2.2 试验材料及方案
4.3 干摩擦试验结果分析
4.3.1 滑动距离对摩擦系数的影响
4.3.2 转速对摩擦磨损性能的影响
4.3.3 载荷对摩擦磨损性能的影响
4.4 润滑摩擦试验结果分析
4.4.1 滑动距离对摩擦系数的影响
4.4.2 转速对摩擦磨损性能的影响
4.4.3 载荷对摩擦磨损性能的影响
4.5 小结
第5章 复合材料的磨损机制
5.1 引言
5.2 干摩擦条件下复合材料的磨损形貌及机制
5.2.1 材料种类对磨损机制的影响
5.2.2 载荷对磨损机制的影响
5.2.3 转速对磨损机制的影响
5.3 润滑摩擦条件下复合材料的磨损形貌及机制
5.3.1 材料种类对磨损机制的影响
5.3.2 载荷对磨损机制的影响
5.3.3 转速对磨损机制的影响
5.4 小结
结论
参考文献
致谢
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯和石墨增强铜基复合材料的摩擦磨损性能（英文）[J]. 李景夫,张雷,肖金坤,周科朝. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(10)
[2]Enhanced ductility of Mg–3Al–1Zn alloy reinforced with short length multiwalled carbon nanotubes using a powder metallurgy method[J]. Muhammad Rashad,Fusheng Pan,Muhammad Asif,Li Li. Progress in Natural Science:Materials International. 2015(04)
[3]金属诱发无压浸渗技术制备B4C/Mg复合材料的磨损行为与机制（英文）[J]. 姚彦桃,姜澜,付高峰,陈礼清. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(08)
[4]二硫化钨含量对铜-石墨-二硫化钨复合材料电滑动磨损性能的影响（英文）[J]. 钱刚,凤仪,陈阳明,莫飞,王雨晴,刘文宏. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(06)
[5]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)
[6]Processing,Microstructures,and Mechanical Properties of Magnesium Matrix Composites:A Review[J]. Liqing Chen,Yantao Yao. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2014(05)
[7]Effects of Processing Technologies on Mechanical Properties of SiC Particulate Reinforced Magnesium Matrix Composites[J]. 樊建锋,ZHANG Hua,DONG Hongbiao,XU Bingshe,ZHANG Zhifeng,SHI Likai. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2014(04)
[8]Tensile Strength and Electrical Conductivity of Carbon Nanotube Reinforced Aluminum Matrix Composites Fabricated by Powder Metallurgy Combined with Friction Stir Processing[J]. Z.Y.Liu,B.L.Xiao,W.G.Wang,Z.Y.Ma. Journal of Materials Science & Technology. 2014(07)
[9]Mg-11Y-5Gd-2Zn镁合金干滑动的摩擦磨损行为（英文）[J]. 胡茂良,王渠东,李程,丁文江. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(08)
[10]AZ31B镁合金及其纳米复合材料的滑动磨损行为（英文）[J]. M. SRINIVASAN,C. LOGANATHAN,M. KAMARAJ,Q. B. NGUYEN,M. GUPTA,R. NARAYANASAMY. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(01)
博士论文
[1]粉末热挤压制备高性能镁合金研究[D]. 张振亚.山东大学 2010
硕士论文
[1]金刚石颗粒增强AZ91镁基复合材料组织与性能研究[D]. 丁超.哈尔滨工业大学 2013
[2]粉末冶金法制备SiCw/AZ91复合材料研究[D]. 陈小伟.郑州大学 2013
[3]粉末冶金法制备碳纳米管增强镁基复合材料工艺研究[D]. 王誉.东北大学 2012
[4]纳米SiCp/AZ91复合材料的制备与热变形行为的研究[D]. 徐镭.哈尔滨工业大学 2011
[5]碳纳米管增强镁基复合材料的力学性能研究[D]. 徐莺歌.兰州理工大学 2010
[6]硼酸镁（硼酸铝）晶须增强镁基复合材料摩擦磨损性能研究[D]. 刘孝根.兰州理工大学 2008
[7]挤压及热处理工艺对ZK60镁合金组织与性能的影响[D]. 耿义海.中北大学 2008
[8]无压浸渗法制备Al2O3f/AZ91D复合材料工艺及性能研究[D]. 金志新.西安理工大学 2008
[9]粉末冶金法制备纳米金刚石/铜基复合材料及其性能研究[D]. 刘辉.天津大学 2007
[10]粉末冶金法制备硼酸镁晶须增强镁基复合材料的研究[D]. 王殊.天津大学 2007
本文编号：3514593
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3514593.html
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