基于活化预制坯的Al 2 O 3p /钢复合材料挤压浸渗模型的研究
发布时间：2023-04-01 03:27
在常规液态浸渗法制备Al2O3p/钢铁复合材料中,A1203颗粒与钢铁液的润湿性差,毛细管力为浸渗阻力,导致浸渗动力不足。虽然在传统的挤压铸造中,钢液在外加压力的作用下能够克服毛细阻力浸渗预制体,但是A1203颗粒与钢铁液还是不润湿,复合材料浸渗深度增加不明显。本课题之前的研究提出了同时采用外加压力、在预制体中加入活化物质和在挤压模具内表面镶铸一层保温砂层的挤压铸造方法来制备Al2O3p/钢铁复合材料。这种方法能明显增加复合材料的浸渗深度。因此,本文通过分析挤压浸渗机制,建立了浸渗深度理论模型。并且从外加压力、预制体预热温度和预制体中加入活化物质三个方面对浸渗深度理论模型进行了修正。本文在A1203预制体中加入Si粉,利用挤压铸造法制备了Al2O3p/40Cr复合材料。用Image-Pro Plus软件分别测量了不同浸渗条件下复合材料的浸渗深度,并且修正和验证了浸渗模型。首先,从理论上推导出了浸渗深度和浸渗时间的关系。本模型的建立适用于浸渗方向上等效毛细管半径不一样和同时考虑凝固阻力和粘滞阻力对浸渗过程影响的体系。用ProCAST模拟预制体在浸渗方向上温度分布,可知温度和浸渗深度的平方...
【文章页数】：117 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
1.2 Al2O3p/钢复合材料的概述
1.2.1 Al2O3p/钢复合材料的制备方法
1.2.2 Al2O3p/钢复合材料的应用
1.2.3 Al2O3p/钢复合材料存在的问题
1.3 液态法制备金属基复合材料浸渗动力学模型的研究进展
1.3.1 不发生反应的浸渗动力学模型
1.3.2 反应浸渗动力学模型
1.3.3 基于动量守恒方程的浸渗动力学模型
1.3.4 基于达西定律的浸渗动力学模型
1.3.5 浸渗动力学模型存在的问题及发展趋势
1.4 论文的研究意义及内容
1.4.1 研究意义
1.4.2 研究内容
第二章 试样的制备及实验方法
2.1 Al2O3p/40Cr复合材料的制备
2.1.1 实验材料的选用
2.1.2 复合材料的制备工艺
2.2 不同Si含量复合材料的制备
2.2.1 实验材料的选用
2.2.2 制备方法及工艺
2.3 实验方法
2.3.1 理论模型的推导方法
2.3.2 润湿角的测量方法
2.3.3 组织分析方法
2.3.4 性能测试方法
2.4 本章小结
第三章 Al2O3p/钢复合材料浸渗模型的理论推导
3.1 用ProCAST模拟沿浸渗方向预制体的温度分布
3.2 论浸渗模型的推导
3.2.1 实际金属浸渗流体流动的特点
3.2.2 金属浸渗过程的作用力分析
3.2.3 浸渗深度与浸渗时间关系的推导
3.3 本章小结
第四章 Al2O3p/钢复合材料浸渗模型的修正及验证
4.1 外加压力对复合材料浸渗深度的影响
4.1.1 外加压力的选择
4.1.2 不同外加压力下复合材料浸渗深度的测量
4.1.3 数据的拟合及修正
4.2 预制体预热温度对复合材料浸渗深度的影响
4.2.1 预制体预热温度的选择
4.2.2 不同预制体预热温度下复合材料浸渗深度的测量
4.2.3 数据的拟合及修正
4.3 预制体中加入活化物质对复合材料浸渗深度的影响
4.3.1 活化物质的选择
4.3.2 不同Si含量复合材料浸渗深度的测量
4.3.3 不同Si含量浸渗深度数据的拟合及修正
4.3.4 不同Si含量润湿角实验数据的拟合
4.3.5 Si含量对复合材料浸渗深度的影响机制
4.4 压力、预热温度和润湿角两两之间与浸渗深度的关系
4.5 浸渗模型的验证
4.6 本章小结
第五章 Al2O3p/钢复合材料在耐磨耙齿上的应用
5.1 耙齿制备工艺的探讨
5.1.1 下模具的制备
5.1.2 造型和预制体的制备
5.1.3 活化物质和挤压铸造工艺参数的选择
5.2 耙齿复合材料的显微组织
5.2.1 Si对复合材料组织的影响
5.2.2 Si含量对复合材料组织的影响
5.3 耙齿复合材料的冲击磨料磨损性能
5.3.1 Si含量对复合材料冲击磨料磨损性能的影响
5.3.2 颗粒体积分数对复合材料冲击磨料磨损性能的影响
5.3.3 复合材料冲击磨料磨损表面形貌分析
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士期间研究成果目录
本文编号：3776368
【文章页数】：117 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
1.2 Al2O3p/钢复合材料的概述
1.2.1 Al2O3p/钢复合材料的制备方法
1.2.2 Al2O3p/钢复合材料的应用
1.2.3 Al2O3p/钢复合材料存在的问题
1.3 液态法制备金属基复合材料浸渗动力学模型的研究进展
1.3.1 不发生反应的浸渗动力学模型
1.3.2 反应浸渗动力学模型
1.3.3 基于动量守恒方程的浸渗动力学模型
1.3.4 基于达西定律的浸渗动力学模型
1.3.5 浸渗动力学模型存在的问题及发展趋势
1.4 论文的研究意义及内容
1.4.1 研究意义
1.4.2 研究内容
第二章 试样的制备及实验方法
2.1 Al2O3p/40Cr复合材料的制备
2.1.1 实验材料的选用
2.1.2 复合材料的制备工艺
2.2 不同Si含量复合材料的制备
2.2.1 实验材料的选用
2.2.2 制备方法及工艺
2.3 实验方法
2.3.1 理论模型的推导方法
2.3.2 润湿角的测量方法
2.3.3 组织分析方法
2.3.4 性能测试方法
2.4 本章小结
第三章 Al2O3p/钢复合材料浸渗模型的理论推导
3.1 用ProCAST模拟沿浸渗方向预制体的温度分布
3.2 论浸渗模型的推导
3.2.1 实际金属浸渗流体流动的特点
3.2.2 金属浸渗过程的作用力分析
3.2.3 浸渗深度与浸渗时间关系的推导
3.3 本章小结
第四章 Al2O3p/钢复合材料浸渗模型的修正及验证
4.1 外加压力对复合材料浸渗深度的影响
4.1.1 外加压力的选择
4.1.2 不同外加压力下复合材料浸渗深度的测量
4.1.3 数据的拟合及修正
4.2 预制体预热温度对复合材料浸渗深度的影响
4.2.1 预制体预热温度的选择
4.2.2 不同预制体预热温度下复合材料浸渗深度的测量
4.2.3 数据的拟合及修正
4.3 预制体中加入活化物质对复合材料浸渗深度的影响
4.3.1 活化物质的选择
4.3.2 不同Si含量复合材料浸渗深度的测量
4.3.3 不同Si含量浸渗深度数据的拟合及修正
4.3.4 不同Si含量润湿角实验数据的拟合
4.3.5 Si含量对复合材料浸渗深度的影响机制
4.4 压力、预热温度和润湿角两两之间与浸渗深度的关系
4.5 浸渗模型的验证
4.6 本章小结
第五章 Al2O3p/钢复合材料在耐磨耙齿上的应用
5.1 耙齿制备工艺的探讨
5.1.1 下模具的制备
5.1.2 造型和预制体的制备
5.1.3 活化物质和挤压铸造工艺参数的选择
5.2 耙齿复合材料的显微组织
5.2.1 Si对复合材料组织的影响
5.2.2 Si含量对复合材料组织的影响
5.3 耙齿复合材料的冲击磨料磨损性能
5.3.1 Si含量对复合材料冲击磨料磨损性能的影响
5.3.2 颗粒体积分数对复合材料冲击磨料磨损性能的影响
5.3.3 复合材料冲击磨料磨损表面形貌分析
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士期间研究成果目录
本文编号：3776368
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3776368.html
最近更新
教材专著
