制备工艺对Zr-Co-Al合金组织和性能的影响及合金的变形行为研究

发布时间：2017-12-12 12:25

  本文关键词：制备工艺对Zr-Co-Al合金组织和性能的影响及合金的变形行为研究

  更多相关文章： 快速凝固 Zr-Co-Al合金 显微组织结构 力学性能 变形行为

【摘要】：随着现代工业对材料强度和硬度要求的逐渐提高,金属材料作为现代工业进步的基石,人们对其各方面性能的期待也越来越高。金属间化合物合金,尤其是等原子比Zr-Co系合金,在拥有较高硬度和强度的同时在室温下也存在一定塑韧性,这种材料变形和强化的机理尚有待进一步研究,其工程应用前景亦亟待拓展。本论文以拓展Zr-Co合金在核反应堆壳体材料中的应用为切入点,采用快速凝固水冷铜模吸铸工艺分别制备了Zr49.5C049.5Al1、Zr49Co49Al2和Zr48.5C048.5Al3三种成分的棒材、板材和伪铸锭,通过普通铸造及不同的后续机械热处理工艺制备了的Zr49Co49Al2成分板材。利用X射线衍射分析仪(XRD)、X射线光电子能谱分析仪(XPS)、光学金相显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)表征了Zr-Co-Al合金的组织和微观结构;利用差示扫描量热仪(DSC)测试合金的热力学特征；利用维氏硬度计和万能力学试验机检测Zr-Co-Al合金的力学性能,测试了普通铸造板材在不同温度下的力学性能。通过上述实验研究了较低A1含量对快速凝固Zr-Co合金组织和性能的影响,探索了普通铸造工艺辅以不同机械热处理工艺而获得均匀无缺陷Zr-Co-Al合金的方法,对比研究了从室温至高温环境中Zr-Co-Al合金的强化机制和变形机理。研究结果表明：在快速凝固棒材、板材和伪铸锭中,Zr49Co49Al2均获得了相对较好的力学性能,其极限压缩强度和压缩率分别为2891MPa和62.6%,这与其较小的晶粒尺寸和晶粒内部均匀弥散分布的第二相密切相关。采用普通铸造制备出了成分配比满足设计要求的Zr49Co49Al2合金,扩散退火后合金的晶粒长大,合金成分更加均匀；30%压下量的热轧后,合金平均晶粒尺寸较小,相成分均匀,B33相有少量出现,铸造缺陷较少,室温下拉伸延伸率和极限压缩塑性分别为2.4%和31.0%。Zr49Co49Al2合金在不同温度下的断裂机制均为沿晶脆性断裂,室温时相对细小的晶粒起到细晶强韧化的作用,基体上含有的部分B33脆性相使材料的强度保持较高水平,变形过程中存在一定的加工硬化现象。金属在高温下蠕变机制发挥作用,塑韧性有所升高,但强度降低。500℃时,新相AhCoZr6生成并弥散分布,通过第二相强化作用影响材料性能。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG146.414

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘志义;李云涛;刘延斌;夏卿坤;;Al-Cu-Mg-Ag合金析出相的研究进展[J];中国有色金属学报;2007年12期

2 ;钴40轴尖合金的性能与应用[J];仪表材料;1972年01期

3 祁红璋;安建军;严彪;;Cu-15Ni-8Sn合金的开发与应用现状[J];金属功能材料;2009年04期

4 谢春生,周天乐;CuNiBeCrZr合金的组织和性能[J];金属热处理;2003年02期

5 温燕宁;肖来荣;张喜民;李威;郑英鹏;耿占吉;;Cu-Zn-Al-Ni合金的组织与性能[J];中南大学学报(自然科学版);2011年04期

6 徐翩;尚文静;姜业欣;;Cu-Ni-Si系合金的研究进展[J];上海有色金属;2011年04期

7 林松波;金善勤;杨诚健;陈国峰;;无铍高硬度电极合金材料[J];电焊机;1985年06期

8 陈斌,冯林平,钟皓,周铁涛,刘培英;变形Mg-Li-Al-Zn合金的组织与性能[J];北京航空航天大学学报;2004年10期

9 曹伟产;梁淑华;马德强;王献辉;杨晓红;;超细WCrCu30合金的电击穿特性[J];粉末冶金材料科学与工程;2010年04期

10 李红卫;戴姣燕;;Cu-Ag-Cr合金的强化机制及定量探讨[J];稀有金属;2010年06期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 李灼华;;Mg对Cu-Be、Ni-Be合金强化作用探讨[A];第三届弹性合金与工艺学术交流会论文集[C];1991年

2 李亚敏;刘洪军;刘杰;安蓓;郝远;;Co元素对K4169合金铸态组织和性能的影响[A];第七届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 ;Nb在变形高温合金中的作用[N];世界金属导报;2003年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 魏守征;Ti/Al合金氩弧熔—钎焊接头组织结构及连接机制的研究[D];山东大学;2015年

2 伊军英;Dy对Mg-Y-Nd系合金组织和性能影响规律研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

3 卢金文;钛合金中Mo元素的强化机理及组织演变[D];东北大学;2014年

4 孟凡国;028铁镍基耐蚀合金油井管制备工艺优化及组织精确控制[D];北京科技大学;2016年

5 舒文祥;Mg和Cu元素调控的7xxx系铝合金凝固特性及强韧化机理研究[D];北京科技大学;2016年

6 孟春艳;舰船用含Zn5xxx系铝合金的抗腐蚀机理及板材开发[D];北京科技大学;2016年

7 徐晓峰;Al-Cu-Mg-(Ag)/Al-Zn-Mg-Cu-(Ag)合金的组织演变及强韧化研究[D];吉林大学;2015年

8 马贺;Al-Cu-Mg-Y系合金的性能与第一原理计算[D];沈阳工业大学;2015年

9 蒋晓军;高强度TiZrAl合金的制备及组织性能研究[D];燕山大学;2015年

10 谢伟滨;高强高弹Cu-20Ni-20Mn合金微观组织结构演变规律及其对性能的影响[D];北京有色金属研究总院;2016年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 杨金文;影响GNiCr40Al3Ti合金组织和性能因素的研究[D];昆明理工大学;2015年

2 蔡礼园;稀土变质处理对高性能铸造铝合金影响的研究[D];沈阳大学;2015年

3 王建;Cr、Sc对Al-Cu-Mg-Ag合金的组织与性能的影响[D];郑州大学;2015年

4 庞玉璇;体扩散和界面扩散下Ni-Al合金沉淀行为[D];南京理工大学;2015年

5 贾琨;稀土元素Yb对ZK60镁合金和A360铝合金组织和性能的影响[D];西南大学;2015年

6 陆晟;等通道挤压工艺对Al-Mg-Si合金组织及力学性能影响的研究[D];江西理工大学;2015年

7 孔亚萍;Al-Mg-Si基导体材料组织和性能的研究[D];郑州大学;2015年

8 王杰;主合金元素对高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu合金铸态组织及均热态组织的影响[D];北京有色金属研究总院;2015年

9 程丹丹;Mg-Nd-Zn-Zr-Y生物材料的制备及性能研究[D];河南科技大学;2015年

10 李明宇;微量元素对Cu-Zr-(Cr)系合金时效组织与性能的影响研究[D];大连理工大学;2015年

，

本文编号：1282494