喷丸处理对泡沫铝材料的表面强化及其性能研究

发布时间：2019-11-26 12:31

【摘要】：泡沫铝材料是一种集结构-功能一体化的多孔金属材料,其内部含有大量的气孔,具有质量轻、吸收冲击能力强和减弱阻尼振动等特性,可用来制造轻结构件、防撞结构件等,在交通运输、安全防护、建筑装璜等领域有着广泛的应用前景。然而,泡沫铝在制备过程中不可避免的存在较多的孔结构缺陷,这使其易遭受外部侵蚀破坏,进而影响材料的使用寿命。喷丸处理是金属材料重要的表面强化手段之一,通过对泡沫铝材料进行喷丸处理,有望提高其表面性能,进而拓展其应用范围,因此,具有重要的科学研究和工程化应用意义。本文以闭孔泡沫铝为研究对象,采用喷丸技术对其进行表面处理,对比研究了0.12mmA喷丸强度下不同喷丸时间(0s、5s、10s和20s)泡沫铝试样表面组织结构的变化及其对材料性能的影响。X射线衍射分析表明,随着喷丸时间的增加,衍射峰的强度逐渐降低,且衍射线形明显宽化。利用Rietveld全谱拟合分析方法,并结合Popa和Distribute模型,对喷丸试样的衍射线形进行了拟合,获得了表层材料的微观组织结构信息,结果显示:(1)随着喷丸时间的增加,晶块尺寸逐渐减小,而显微畸变逐渐增大,当喷丸5s后,变化不再显著;(2)晶块尺寸和显微畸变沿不同的晶向各向异性分布,其中(111)晶面变化最为显著,喷丸的过程中表层材料形变方向的随机性是造成这一现象的主要原因。为了研究喷丸对泡沫铝材料腐蚀性能的影响,实验中对喷丸前后的泡沫铝材料进行了失重测试,结果表明:喷丸试样的耐腐蚀性能优于未喷丸样品。Rietveld全谱拟合和失重测试结果均表明,5s为最佳喷丸时间。为了进一步研究喷丸过程中闭孔泡沫铝的变形行为,根据Rietveld全谱拟合结果,并结合Harris方法和Harmonic模型对不同喷丸时间下(0s、5s、10s和20s)试样的织构信息进行了表征和分析,结果说明:喷丸能显著减弱闭孔泡沫铝材料表面的原始取向。这可能是原因,喷丸过程中材料的塑性变形方向的随机性和晶块取向的无序性导致了其初始织构的弱化。但随着喷丸时间的进一步增加,塑性变形量的提高将导致新的变形织构的产生。
【图文】：

泡沫铝结构示意图

喷丸工艺钢丝切丸
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG146.21;TG668

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本文编号：2566151