B 4 C/Ti复合材料的制备及其热变形行为研究
发布时间：2022-01-24 05:09
钛具有轻质高强、抗腐蚀等优点,但由于其耐磨性较差,限制了其应用。颗粒增强钛基复合材料能够在提高钛耐磨性的同时获得更优的力学性能,因此被广泛应用于航空航天,兵器装备制造等领域。然而,随着钛基体中增强颗粒的加入,导致颗粒/基体的界面缺陷多、基体之间的协调塑性变形能力差等问题,使得颗粒增强钛基复合材料的塑性变形存在一定的困难,从而限制了其成形性及工业化的应用。针对这些问题,本文主要围绕碳化硼颗粒增强钛基（B4C/Ti）复合材料的制备及热变形行为展开研究。本研究通过放电等离子烧结（SPS）方法制备了不同体积分数（2%、4%和6%）的B4C/Ti复合材料。对所制备的烧结态B4C/Ti复合材料的组织物相、力学性能及耐磨性能进行分析选取性能最优的B4C颗粒含量。通过Gleeble热压缩试验对烧结态B4C/Ti复合材料的热变形行为进行研究,建立了高温变形条件下的本构关系,并探究变形过程中的组织行为。通过热轧制对所制备的烧结态B4C/Ti复合材料进行二次加工,通过轧制后的组...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 钛基复合材料的研究现状
1.3 钛基复合材料的制备方法
1.3.1 熔铸法
1.3.2 粉末冶金法
1.3.3 机械合金化法
1.3.4 放电等离子烧结法
1.4 钛基复合材料的成型工艺
1.4.1 高温锻造
1.4.2 热轧制
1.4.3 热挤压
1.5 本文主要研究内容
第二章 试验原材料、方法及设备
2.1 引言
2.2 试验原材料
2.3 B_4C/Ti复合材料的制备与表征
2.3.1 B_4C/Ti复合材料的制备设备
2.3.2 分析与表征设备
2.3.3 数据处理方法
2.4 本章小结
第三章 SPS法制备B_4C/Ti复合材料的组织及性能
3.1 引言
3.2 SPS法制备B_4C/Ti复合材料
3.3 B_4C/Ti复合材料的致密度
3.4 B_4C/Ti复合材料的组织物相
3.4.1 B_4C/Ti复合材料的热力学分析
3.4.2 B_4C/Ti复合材料的微观组织结构
3.4.3 B_4C/Ti复合材料的物相分析
3.4.4 B_4C/Ti复合材料的能谱分析
3.5 颗粒连接机制及界面组织演变
3.6 B_4C/Ti复合材料的力学性能
3.6.1 B_4C/Ti复合材料的硬度
3.6.2 B_4C/Ti复合材料的压缩力学性能
3.6.3 B_4C/Ti复合材料的拉伸力学性能
3.7 本章小结
第四章 SPS法制备B_4C/Ti复合材料的磨损性能
4.1 引言
4.2 B_4C/Ti复合材料磨损试验方法
4.3 B_4C/Ti复合材料摩擦系数
4.4 B_4C/Ti复合材料磨痕分析
4.4.1 B_4C/Ti复合材料磨痕的SEM分析
4.4.2 B_4C/Ti复合材料磨痕的白光干涉分析
4.5 B_4C/Ti复合材料磨损机制分析
4.6 本章小结
第五章 烧结态B_4C/Ti复合材料的热变形行为
5.1 引言
5.2 烧结态B_4C/Ti复合材料的热压缩工艺
5.3 烧结态B_4C/Ti复合材料的热压缩真应力-应变曲线
5.4 烧结态B_4C/Ti复合材料的本构方程
5.4.1 本构方程双曲正弦模型模型
5.4.2 表观激活能与材料结构因子的确定
5.4.3 本构方程的建立与验证
5.5 烧结态B_4C/Ti复合材料高温压缩过程中的显微组织
5.6 本章小结
第六章 轧制态B_4C/Ti复合材料的组织及性能
6.1 引言
6.2 SPS法制备B_4C/Ti复合材料的轧制工艺
6.2.1 轧制工艺参数选择
6.2.2 轧制工艺流程
6.3 轧制态B_4C/Ti复合材料的致密度
6.4 轧制态B_4C/Ti复合材料的组织
6.4.1 B_4C/Ti复合材料的组织
6.4.2 B_4C/Ti复合材料的能谱分析
6.5 轧制态B_4C/Ti复合材料的力学性能
6.6 B_4C/Ti复合材料的强化机制
6.7 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间参加的科研项目和发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]铸造Ti-1100-0.10B合金中原位合成TiB相的显微组织表征（英文）[J]. 付彬国,王宏伟,邹鹑鸣,魏尊杰. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(07)
[2]钛合金铸造技术现状及发展趋势[J]. 高婷,赵亮,马保飞,张恩平. 热加工工艺. 2014(21)
[3]Effect of B4C on the Microstructure and Mechanical Properties of As-Cast TiB+TiC/TC4 Composites[J]. Jiheng Wang,Xianglong Guo,Lv Xiao,Liqiang Wang,Weijie Lu,Baohui Li,Zhongquan Li,Di Zhang. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2014(02)
[4]钛合金热轧板高应变率塑性行为的研究[J]. 李洪洋,陈成,李先超,张妍婧. 精密成形工程. 2011(06)
[5]TiC颗粒增强钛基复合材料的摩擦磨损性能[J]. 王玉林,刘咏,刘延斌,王斌,汤慧萍. 粉末冶金材料科学与工程. 2011(02)
[6]陶瓷颗粒增强钛基复合材料的研究进展[J]. 彭德林,赵璐华,杜立明. 钛工业进展. 2010(02)
[7]SPS烧结M42粉末冶金高速钢的显微组织与性能[J]. 文小浩,陈胜,丁小芹,韩小云,张学彬,徐金富. 粉末冶金技术. 2010(01)
[8]SPS烧结WC-5%Co纳米复合粉硬质合金[J]. 周书助,谭锦灏,胡茂中,杜爱兵,潘伟. 硬质合金. 2010(01)
[9]SPS制备致密碳化硼陶瓷的结构及性能[J]. 王岭,陈大明,张虎,仝建峰. 稀有金属材料与工程. 2009(S2)
[10]脉冲电流在SPS工艺中的作用[J]. 林峰,王兴庆,戴瑞光. 粉末冶金工业. 2008(02)
博士论文
[1](TiB+TiC)/Ti复合材料高温变形行为及组织性能研究[D]. 张长江.哈尔滨工业大学 2013
[2]TiC颗粒增强钛基复合材料的内应力对材料机械性能的影响[D]. 毛小南.西北工业大学 2004
硕士论文
[1]钛及钛合金离子氮化研究[D]. 曲均志.太原理工大学 2007
本文编号：3605917
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 钛基复合材料的研究现状
1.3 钛基复合材料的制备方法
1.3.1 熔铸法
1.3.2 粉末冶金法
1.3.3 机械合金化法
1.3.4 放电等离子烧结法
1.4 钛基复合材料的成型工艺
1.4.1 高温锻造
1.4.2 热轧制
1.4.3 热挤压
1.5 本文主要研究内容
第二章 试验原材料、方法及设备
2.1 引言
2.2 试验原材料
2.3 B_4C/Ti复合材料的制备与表征
2.3.1 B_4C/Ti复合材料的制备设备
2.3.2 分析与表征设备
2.3.3 数据处理方法
2.4 本章小结
第三章 SPS法制备B_4C/Ti复合材料的组织及性能
3.1 引言
3.2 SPS法制备B_4C/Ti复合材料
3.3 B_4C/Ti复合材料的致密度
3.4 B_4C/Ti复合材料的组织物相
3.4.1 B_4C/Ti复合材料的热力学分析
3.4.2 B_4C/Ti复合材料的微观组织结构
3.4.3 B_4C/Ti复合材料的物相分析
3.4.4 B_4C/Ti复合材料的能谱分析
3.5 颗粒连接机制及界面组织演变
3.6 B_4C/Ti复合材料的力学性能
3.6.1 B_4C/Ti复合材料的硬度
3.6.2 B_4C/Ti复合材料的压缩力学性能
3.6.3 B_4C/Ti复合材料的拉伸力学性能
3.7 本章小结
第四章 SPS法制备B_4C/Ti复合材料的磨损性能
4.1 引言
4.2 B_4C/Ti复合材料磨损试验方法
4.3 B_4C/Ti复合材料摩擦系数
4.4 B_4C/Ti复合材料磨痕分析
4.4.1 B_4C/Ti复合材料磨痕的SEM分析
4.4.2 B_4C/Ti复合材料磨痕的白光干涉分析
4.5 B_4C/Ti复合材料磨损机制分析
4.6 本章小结
第五章 烧结态B_4C/Ti复合材料的热变形行为
5.1 引言
5.2 烧结态B_4C/Ti复合材料的热压缩工艺
5.3 烧结态B_4C/Ti复合材料的热压缩真应力-应变曲线
5.4 烧结态B_4C/Ti复合材料的本构方程
5.4.1 本构方程双曲正弦模型模型
5.4.2 表观激活能与材料结构因子的确定
5.4.3 本构方程的建立与验证
5.5 烧结态B_4C/Ti复合材料高温压缩过程中的显微组织
5.6 本章小结
第六章 轧制态B_4C/Ti复合材料的组织及性能
6.1 引言
6.2 SPS法制备B_4C/Ti复合材料的轧制工艺
6.2.1 轧制工艺参数选择
6.2.2 轧制工艺流程
6.3 轧制态B_4C/Ti复合材料的致密度
6.4 轧制态B_4C/Ti复合材料的组织
6.4.1 B_4C/Ti复合材料的组织
6.4.2 B_4C/Ti复合材料的能谱分析
6.5 轧制态B_4C/Ti复合材料的力学性能
6.6 B_4C/Ti复合材料的强化机制
6.7 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间参加的科研项目和发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]铸造Ti-1100-0.10B合金中原位合成TiB相的显微组织表征（英文）[J]. 付彬国,王宏伟,邹鹑鸣,魏尊杰. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(07)
[2]钛合金铸造技术现状及发展趋势[J]. 高婷,赵亮,马保飞,张恩平. 热加工工艺. 2014(21)
[3]Effect of B4C on the Microstructure and Mechanical Properties of As-Cast TiB+TiC/TC4 Composites[J]. Jiheng Wang,Xianglong Guo,Lv Xiao,Liqiang Wang,Weijie Lu,Baohui Li,Zhongquan Li,Di Zhang. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2014(02)
[4]钛合金热轧板高应变率塑性行为的研究[J]. 李洪洋,陈成,李先超,张妍婧. 精密成形工程. 2011(06)
[5]TiC颗粒增强钛基复合材料的摩擦磨损性能[J]. 王玉林,刘咏,刘延斌,王斌,汤慧萍. 粉末冶金材料科学与工程. 2011(02)
[6]陶瓷颗粒增强钛基复合材料的研究进展[J]. 彭德林,赵璐华,杜立明. 钛工业进展. 2010(02)
[7]SPS烧结M42粉末冶金高速钢的显微组织与性能[J]. 文小浩,陈胜,丁小芹,韩小云,张学彬,徐金富. 粉末冶金技术. 2010(01)
[8]SPS烧结WC-5%Co纳米复合粉硬质合金[J]. 周书助,谭锦灏,胡茂中,杜爱兵,潘伟. 硬质合金. 2010(01)
[9]SPS制备致密碳化硼陶瓷的结构及性能[J]. 王岭,陈大明,张虎,仝建峰. 稀有金属材料与工程. 2009(S2)
[10]脉冲电流在SPS工艺中的作用[J]. 林峰,王兴庆,戴瑞光. 粉末冶金工业. 2008(02)
博士论文
[1](TiB+TiC)/Ti复合材料高温变形行为及组织性能研究[D]. 张长江.哈尔滨工业大学 2013
[2]TiC颗粒增强钛基复合材料的内应力对材料机械性能的影响[D]. 毛小南.西北工业大学 2004
硕士论文
[1]钛及钛合金离子氮化研究[D]. 曲均志.太原理工大学 2007
本文编号：3605917
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3605917.html
