C sf /AZ91D复合材料高温塑性变形行为与热加工图研究
发布时间：2021-12-10 01:08
非连续增强镁基复合材料由于其质轻、力学性能优异、可二次塑性加工成形等特点而受到先进制造业领域的高度关注。相比应用广泛的铝基复合材料,镁基复合材料在工程领域的应用仍受到很大限制。由于密排六方结构镁基体室温滑移系少和增强体碳纤维的加入,使得镁基复合材料的加工性能较差。为了使其在轻质结构材料中占有一席之地,亟需制定合适的二次塑性加工工艺制度以改善组织性能并最终实现其制件成形。本文针对铸造法制备的短碳纤维增强镁合金复合材料(Csf/AZ91D),通过实验研究了其高温塑性变形力学行为,基于热加工图方法获得了其在不同真应变条件下的可加工性,结合实验分析了复合材料在不同变形参数范围内的塑性加工失稳机理。采用真空压力浸渗工艺制备碳纤维体积分数为20%的Csf/AZ91D复合材料。基于其高温变形流变应力曲线及微观组织金相观察实验,分析了变形温度、应变速率及应变量对复合材料流变应力和微观变形机制的影响;建立了纤维体积分数为20%的Csf/AZ91D复合材料高温流变力学本构模型和其在真应变0.2、0.4、0.6和0.7下的热加工图。基于所建立...
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
预制体制备工艺流程图
图 2-2 短切碳纤维的长度分布 图 2-3 预制体实物图2.3.2 复合材料制备本文采用基于反重力铸造原理的真空压力浸渗法制备 Csf/AZ91D 复合材料，此法制备复合材料具有工艺简单、实验参数可控、过程安全等优点，真空压力浸渗装置示意图如图 2-4 所示。真空压力浸渗法制备工艺流程如下：(1)由设定的预制体体积分数推算出所需镁合金 AZ91D 的质量。将称好一定质量的镁合金铸锭和封装有预制体的不锈钢模具分别放入熔化室和浸渗室，关闭上盖。值得说明的是封装有预制体的不锈钢模具在放入浸渗室前需要检查气密性；(2)将两室抽真空，真空度达到 30Pa 停止抽真空，充入氩气至 0.4-0.6Mpa，反复操作 4-6 次，确保将空气排出炉外；(3)开启预热装置，按照设定的升温曲线加热，达到浸渗温度后，为使炉内温度均匀化还需保温 1h；(4)再一次抽真空至 30Pa 左右，此时炉内真空度不能过大，防止液态镁合金过快蒸发，升起坩埚使得升液管插入液态镁合金中并立即冲入 8Mpa 氩气，通过
图 2-2 短切碳纤维的长度分布 图 2-3 预制体实物图2.3.2 复合材料制备本文采用基于反重力铸造原理的真空压力浸渗法制备 Csf/AZ91D 复合材料，此法制备复合材料具有工艺简单、实验参数可控、过程安全等优点，真空压力浸渗装置示意图如图 2-4 所示。真空压力浸渗法制备工艺流程如下：(1)由设定的预制体体积分数推算出所需镁合金 AZ91D 的质量。将称好一定质量的镁合金铸锭和封装有预制体的不锈钢模具分别放入熔化室和浸渗室，关闭上盖。值得说明的是封装有预制体的不锈钢模具在放入浸渗室前需要检查气密性；(2)将两室抽真空，真空度达到 30Pa 停止抽真空，充入氩气至 0.4-0.6Mpa，反复操作 4-6 次，确保将空气排出炉外；(3)开启预热装置，按照设定的升温曲线加热，达到浸渗温度后，为使炉内温度均匀化还需保温 1h；(4)再一次抽真空至 30Pa 左右，此时炉内真空度不能过大，防止液态镁合金过快蒸发，升起坩埚使得升液管插入液态镁合金中并立即冲入 8Mpa 氩气，通过
【参考文献】：
期刊论文
[1]铸态镁合金AZ91D热压缩微观组织演变本构模型[J]. 黄飚,王振军,陈智,尚鸿甫,余欢. 塑性工程学报. 2017(05)
[2]短切碳纤维/AZ91D镁合金复合材料高温变形动态再结晶行为[J]. 黄飚,王振军,邱旭东,余欢,徐志锋. 复合材料学报. 2018(06)
[3]真空浸渗Csf/AZ91D复合材料的高温变形行为与机理[J]. 尚鸿甫,王振军,黄飚,朱世学,余欢. 特种铸造及有色合金. 2016(08)
[4]热压扩散法制备层压编织Cf/Al复合材料工艺研究[J]. 帅甜田,卢百平,余欢,谢云龙. 特种铸造及有色合金. 2015(01)
[5]复合材料在飞机主承力结构上的应用及无损检测标准[J]. 施晓春,冯浩,罗琳胤,曾小苗. 航空制造技术. 2014(22)
[6]金属基复合材料概述[J]. 王燕,朱晓林,朱宇宏,姚强. 中国标准化. 2013(05)
[7]连续纤维增强金属基复合材料的研制进展及关键问题[J]. 王涛,赵宇新,付书红,张勇,曾维虎,韦家虎,李钊. 航空材料学报. 2013(02)
[8]变形镁合金中的织构及其优化设计[J]. 丁文江,靳丽,吴文祥,董杰. 中国有色金属学报. 2011(10)
[9]应变率及温度对复合材料TP-650力学性能的影响[J]. 李伟,宋卫东,宁建国,毛小南. 稀有金属材料与工程. 2010(07)
[10]硼酸镁晶须增强镁基复合材料高温蠕变性能[J]. 王金辉,金培鹏,马国俊,郭彦宏. 热加工工艺. 2010(08)
博士论文
[1]短碳纤维增强镁基复合材料的制备及其性能的研究[D]. 任富忠.重庆大学 2011
[2]TC11钛合金叶轮类复杂构件等温成形规律与数值模拟[D]. 史科.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]Csf/AZ91D复合材料高温变形组织演变行为及其数值模拟[D]. 黄飚.南昌航空大学 2017
[2]真空压力浸渗制备Csf/AZ91D复合材料的高温变形力学与组织演变行为研究[D]. 尚鸿甫.南昌航空大学 2016
[3]Csf/AZ91D复合材料近基体固相线塑性变形力学本构关系研究[D]. 张良.南昌航空大学 2014
[4]Mg2Si/Mg-Sn基复合材料的组织控制与高温蠕变行为研究[D]. 蔡添祥.华南理工大学 2013
[5]晶须增强镁基复合材料在热循环载荷下的力学行为研究[D]. 张飞.青海大学 2012
[6]纳米Al2O3颗粒增强铝基复合材料力学性能的研究[D]. 李鸿杰.中北大学 2011
[7]AZ91D热处理中β相的析出特征对合金组织及力学性能的影响[D]. 韩秋华.兰州理工大学 2011
[8]短纤维增强铝基复合材料制备工艺与性能研究[D]. 赵文侠.河南科技大学 2010
[9]颗粒增强镁基复合材料高温性能及热加工图研究[D]. 刘睿.上海交通大学 2010
[10]反应合成Ag/SnO2复合材料挤压过程的有限元模拟[D]. 刘满门.昆明理工大学 2008
本文编号：3531632
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
预制体制备工艺流程图
图 2-2 短切碳纤维的长度分布 图 2-3 预制体实物图2.3.2 复合材料制备本文采用基于反重力铸造原理的真空压力浸渗法制备 Csf/AZ91D 复合材料，此法制备复合材料具有工艺简单、实验参数可控、过程安全等优点，真空压力浸渗装置示意图如图 2-4 所示。真空压力浸渗法制备工艺流程如下：(1)由设定的预制体体积分数推算出所需镁合金 AZ91D 的质量。将称好一定质量的镁合金铸锭和封装有预制体的不锈钢模具分别放入熔化室和浸渗室，关闭上盖。值得说明的是封装有预制体的不锈钢模具在放入浸渗室前需要检查气密性；(2)将两室抽真空，真空度达到 30Pa 停止抽真空，充入氩气至 0.4-0.6Mpa，反复操作 4-6 次，确保将空气排出炉外；(3)开启预热装置，按照设定的升温曲线加热，达到浸渗温度后，为使炉内温度均匀化还需保温 1h；(4)再一次抽真空至 30Pa 左右，此时炉内真空度不能过大，防止液态镁合金过快蒸发，升起坩埚使得升液管插入液态镁合金中并立即冲入 8Mpa 氩气，通过
图 2-2 短切碳纤维的长度分布 图 2-3 预制体实物图2.3.2 复合材料制备本文采用基于反重力铸造原理的真空压力浸渗法制备 Csf/AZ91D 复合材料，此法制备复合材料具有工艺简单、实验参数可控、过程安全等优点，真空压力浸渗装置示意图如图 2-4 所示。真空压力浸渗法制备工艺流程如下：(1)由设定的预制体体积分数推算出所需镁合金 AZ91D 的质量。将称好一定质量的镁合金铸锭和封装有预制体的不锈钢模具分别放入熔化室和浸渗室，关闭上盖。值得说明的是封装有预制体的不锈钢模具在放入浸渗室前需要检查气密性；(2)将两室抽真空，真空度达到 30Pa 停止抽真空，充入氩气至 0.4-0.6Mpa，反复操作 4-6 次，确保将空气排出炉外；(3)开启预热装置，按照设定的升温曲线加热，达到浸渗温度后，为使炉内温度均匀化还需保温 1h；(4)再一次抽真空至 30Pa 左右，此时炉内真空度不能过大，防止液态镁合金过快蒸发，升起坩埚使得升液管插入液态镁合金中并立即冲入 8Mpa 氩气，通过
【参考文献】：
期刊论文
[1]铸态镁合金AZ91D热压缩微观组织演变本构模型[J]. 黄飚,王振军,陈智,尚鸿甫,余欢. 塑性工程学报. 2017(05)
[2]短切碳纤维/AZ91D镁合金复合材料高温变形动态再结晶行为[J]. 黄飚,王振军,邱旭东,余欢,徐志锋. 复合材料学报. 2018(06)
[3]真空浸渗Csf/AZ91D复合材料的高温变形行为与机理[J]. 尚鸿甫,王振军,黄飚,朱世学,余欢. 特种铸造及有色合金. 2016(08)
[4]热压扩散法制备层压编织Cf/Al复合材料工艺研究[J]. 帅甜田,卢百平,余欢,谢云龙. 特种铸造及有色合金. 2015(01)
[5]复合材料在飞机主承力结构上的应用及无损检测标准[J]. 施晓春,冯浩,罗琳胤,曾小苗. 航空制造技术. 2014(22)
[6]金属基复合材料概述[J]. 王燕,朱晓林,朱宇宏,姚强. 中国标准化. 2013(05)
[7]连续纤维增强金属基复合材料的研制进展及关键问题[J]. 王涛,赵宇新,付书红,张勇,曾维虎,韦家虎,李钊. 航空材料学报. 2013(02)
[8]变形镁合金中的织构及其优化设计[J]. 丁文江,靳丽,吴文祥,董杰. 中国有色金属学报. 2011(10)
[9]应变率及温度对复合材料TP-650力学性能的影响[J]. 李伟,宋卫东,宁建国,毛小南. 稀有金属材料与工程. 2010(07)
[10]硼酸镁晶须增强镁基复合材料高温蠕变性能[J]. 王金辉,金培鹏,马国俊,郭彦宏. 热加工工艺. 2010(08)
博士论文
[1]短碳纤维增强镁基复合材料的制备及其性能的研究[D]. 任富忠.重庆大学 2011
[2]TC11钛合金叶轮类复杂构件等温成形规律与数值模拟[D]. 史科.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]Csf/AZ91D复合材料高温变形组织演变行为及其数值模拟[D]. 黄飚.南昌航空大学 2017
[2]真空压力浸渗制备Csf/AZ91D复合材料的高温变形力学与组织演变行为研究[D]. 尚鸿甫.南昌航空大学 2016
[3]Csf/AZ91D复合材料近基体固相线塑性变形力学本构关系研究[D]. 张良.南昌航空大学 2014
[4]Mg2Si/Mg-Sn基复合材料的组织控制与高温蠕变行为研究[D]. 蔡添祥.华南理工大学 2013
[5]晶须增强镁基复合材料在热循环载荷下的力学行为研究[D]. 张飞.青海大学 2012
[6]纳米Al2O3颗粒增强铝基复合材料力学性能的研究[D]. 李鸿杰.中北大学 2011
[7]AZ91D热处理中β相的析出特征对合金组织及力学性能的影响[D]. 韩秋华.兰州理工大学 2011
[8]短纤维增强铝基复合材料制备工艺与性能研究[D]. 赵文侠.河南科技大学 2010
[9]颗粒增强镁基复合材料高温性能及热加工图研究[D]. 刘睿.上海交通大学 2010
[10]反应合成Ag/SnO2复合材料挤压过程的有限元模拟[D]. 刘满门.昆明理工大学 2008
本文编号：3531632
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