颗粒增强铝镁合金的制备及其焊接研究

发布时间：2023-03-26 21:12

　　铝合金是一种常规的轻量化材料,由于它具有低的密度从而在军民建设中有着重要的作用。现在,由于对环境和能源有着更高的要求使得铝合金有着新的机遇。但是传统铝合金不能完全满足要求,为了解决这个问题,很多研究者开始转向具有添加增强颗粒的铝基复合材料,与传统工程材料相比,该材料的加入提高了材料的刚度、比强度、磨损、蠕变和疲劳性能。本文通过采用半固态搅拌辅助超声铸造法成功制备得到了陶瓷颗粒增强Al-5Mg复合材料。通过金相显微镜、扫描电镜、万能拉伸试验机、摩擦磨损试验机以及材料的进一步轧制和焊接试验,对材料的性能进行了研究。主要结论如下:(1)强化颗粒主要沿着晶界分布,在冷却成形过程中,颗粒有效的促进了α-Al的形核率;在一定程度上阻碍了晶粒的长大,从而使得材料的晶粒尺寸得到了细化;其中Al-5Mg合金、3wt%SiC_p/Al-5Mg、3wt%WC_p/Al-5Mg和3wt%Ti₁₀C₇N_3p/Al-5Mg的复合材料晶粒尺寸分别为230、114、62和60μm;同时不同颗粒的加入对材料的力学性...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题选题背景及研究意义
    1.2 颗粒增强铝基复合材料的研究状况
        1.2.1 基体材料
        1.2.2 增强相
        1.2.3 强化机制
        1.2.4 铝基复合材料的制备方法
        1.2.5 铝基复合材料的应用及存在问题
    1.3 铝基复合焊丝材料的发展状况
    1.4 本文研究的意义及内容
第2章 试验材料及方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验流程
    2.3 试验方法
        2.3.1 模具结构的设计
        2.3.2 复合材料的制备
        2.3.3 焊丝制备
        2.3.4 焊接试验
        2.3.5 室温拉伸试验
        2.3.6 腐蚀试验
        2.3.7 摩擦磨损试验
    2.4 样品表征
        2.4.1 金相组织的制备与观察
        2.4.2 X射线衍射测试
        2.4.3 扫描电镜测试
        2.4.4 显微硬度测试
    2.5 本章小结
第3章 增强颗粒对Al-5Mg合金组织的影响
    3.1 引言
    3.2 颗粒对Al-5Mg合金组织的影响
        3.2.1 物相分析
        3.2.2 金相显微分析
        3.2.3 场发射扫描电镜分析
    3.3 颗粒对Al-5Mg合金性能分析
        3.3.1 拉伸性能测试与分析
        3.3.2 显微硬度测试分析
        3.3.3 极化曲线的测试与分析
    3.4 本章小结
第4章 复合材料对7075 铝合金焊缝组织及力学性能的影响
    4.1 引言
    4.2 SiC_p/Al-5Mg复合材料焊接7075-T651 铝合金的工艺优化分析
        4.2.1 设计正交试验
        4.2.2 工艺参数对焊缝力学性能的影响
        4.2.3 工艺参数对焊缝显微组织的影响
        4.2.4 工艺参数对接头硬度的影响
    4.3 颗粒增强Al-5Mg复合材料焊接7075 铝合金
        4.3.1 焊缝宏观分析
        4.3.2 焊缝显微组织分析
        4.3.3 力学性能
    4.4 焊缝慢应力腐蚀测试与分析
    4.5 本章小结
第5章 复合材料的摩擦磨损试验
    5.1 引言
    5.2 颗粒增强复合材料的摩擦磨损试验
        5.2.1 不同颗粒和粒径对基体材料摩擦系数的影响
        5.2.2 不同颗粒和粒径对基体材料磨损量的影响
    5.3 7075 铝合金表面堆焊复合材料的摩擦磨损试验
        5.3.1 不同堆焊层对摩擦系数的影响
        5.3.2 不同材料对堆焊层磨损的影响
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 主要研究结果
    6.2 研究展望
参考文献
个人简历、申请学位期间的研究成果及发表的学术论文
致谢



本文编号：3771742