改性纳米粉体对铸造Al-Cu合金组织及性能影响的研究

发布时间：2017-07-26 16:13

  本文关键词：改性纳米粉体对铸造Al-Cu合金组织及性能影响的研究

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【摘要】：铸造Al-Cu合金是工业生产中常用的有色金属材料之一,它具有较好的强度以及优良的耐高温性能,经常用来制作在较高温度下工作、承受中等载荷的零件。为了进一步改善Al-Cu合金的组织及性能以及扩大Al-Cu合金的应用范围,本课题在前人研究的基础上,以改性纳米粉体技术为依托,将其与传统的铸造方法相结合,在实验室现有条件下尽量模拟生产现场,将改性纳米粉体通过一定的工艺加入到Al-Cu合金中,结果表明改性纳米粉体可以有效地细化Al-Cu合金的组织,提高其力学性能和耐磨性能。在铸造Al-Cu合金中,改变改性纳米粉体的添加量,对于RE-Ti粉体来说,添加量为0.1%时,粉体可以地较好地细化Al-Cu合金组织,抗拉强度比原始值提高了16.02%,延伸率比原始值提高了15.91%,布氏硬度提高了11.91%,力学性能水平达到最佳,各个载荷下的失重百分比达到最低值,即耐磨性最好;对于RE-Si C粉体来说,添加量为0.1%,Al-Cu合金微观组织明显细化,抗拉强度比原始值提高了15.47%,延伸率比原始值提高了12.88%,布氏硬度提高了7.53%,在三种添加量里提高幅度最大,各个载荷下的失重百分比较低,耐磨性得到改善;对于RE粉体来说,添加量的值为0.1%时,Al-Cu合金晶粒尺寸明显减小,抗拉强度比原始值提高了15.29%,延伸率比原始值提高了5.30%,布氏硬度提高了3.76%,力学性能提高得最多,各个载荷下的失重百分比较低,提高了Al-Cu合金的耐磨性能。在Al-Cu合金中,将粉体添加量固定为0.1%,对比添加RE-Ti、RE-Si C、RE这三种粉体后合金的组织和性能得到,加入RE-Ti粉体后,Al-Cu合金晶粒细化得最为明显,力学性能提升幅度最大,耐磨性能得到最佳改善。改性纳米粉体在铸造Al-Cu合金中的强韧化机理表明:加入的纳米粉体除了起到合金化的作用,还可以作为异质核心,促进大量形核以细化晶粒,又可形成位错环提高其性能。
【关键词】：铸造Al-Cu合金 改性纳米粉体 显微组织 力学性能 耐磨性能
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.21
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 铝合金及其分类10-11
• 1.2 铸造铝铜合金11-12
• 1.3 铸造铝合金的发展12-17
• 1.3.1 传统铸造铝合金的研究12-14
• 1.3.2 铸造铝合金的研究现状14-17
• 1.4 改性陶瓷粉体在铸造铝合金中的应用17-18
• 1.4.1 混合RE粉的应用17
• 1.4.2 SiCp粉体及SiO_2的应用17
• 1.4.3 Al3Ti粉体的应用17-18
• 1.5 论文研究背景和主要研究内容18-19
• 1.5.1 论文研究背景及研究意义18
• 1.5.2 论文主要研究内容与方法18-19
• 第二章 试验过程与方法19-24
• 2.1 试验用材料19
• 2.2 试验过程19-23
• 2.2.1 Al-Cu合金的熔炼19-20
• 2.2.2 金相制备与腐蚀20
• 2.2.3 拉伸试验20-21
• 2.2.4 硬度试验21-22
• 2.2.5 耐磨试验22-23
• 2.2.6 断.及磨损表面扫描试验23
• 2.2.7 三维电子视频显微镜实验23
• 2.3 本章小结23-24
• 第三章 试验结果与分析24-52
• 3.1 改性纳米RE-Ti粉体加入量对Al-Cu合金组织与性能的影响24-30
• 3.1.1 改性纳米RE-Ti粉体加入量对Al-Cu合金显微组织的影响24-25
• 3.1.2 改性纳米RE-Ti粉体加入量对Al-Cu合金力学性能的影响25-28
• 3.1.3 改性纳米RE-Ti粉体加入量对Al-Cu合金耐磨性能的影响28-30
• 3.2 改性纳米RE-SiC粉体加入量对Al-Cu合金组织与性能影响30-36
• 3.2.1 改性纳米RE-SiC粉体加入量对Al-Cu合金显微组织的影响30-31
• 3.2.2 改性纳米RE-SiC粉体加入量对Al-Cu合金力学性能的影响31-34
• 3.2.3 改性纳米RE-SiC粉体加入量对Al-Cu合金耐磨性能的影响34-36
• 3.3 改性纳米RE粉体加入量对Al-Cu合金组织与性能影响36-43
• 3.3.1 改性纳米RE粉体加入量对Al-Cu合金显微组织的影响36-37
• 3.3.2 改性纳米混合RE粉体加入量对Al-Cu合金力学性能的影响37-41
• 3.3.3 改性纳米RE粉体加入量对Al-Cu合金耐磨性能的影响41-43
• 3.4 粉体种类对Al-Cu合金组织与性能的影响43-50
• 3.4.1 粉体种类对Al-Cu合金合金显微组织的影响44
• 3.4.2 粉体种类对Al-Cu合金力学性能的影响44-48
• 3.4.3 粉体种类对Al-Cu合金合金耐磨性能的影响48-50
• 3.5 本章小结50-52
• 第四章 讨论52-65
• 4.1 改性纳米粉体强韧机理52-57
• 4.1.1 改性纳米RE粉体在Al-Cu合金中的行为52-55
• 4.1.2 改性纳米RE-Ti粉体在Al-Cu合金中的行为55-56
• 4.1.3 改性纳米RE-SiC粉体在Al-Cu合金中的行为56-57
• 4.2 改性纳米粉体对Al-Cu合金力学性能影响的研究57-61
• 4.2.1 改性纳米粉体对Al-Cu合金抗拉强度及延伸率的影响机制57-60
• 4.2.2 改性纳米粉体对Al-Cu合金硬度影响的研究60-61
• 4.3 改性纳米粉体对Al-Cu合金耐磨机理的探究61-64
• 4.4 本章小结64-65
• 第五章 总结与展望65-66
• 5.1 结论65
• 5.2 展望65-66
• 参考文献66-70
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文70-71
• 致谢71-72

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4 ;新技术制备导电纳米粉体[N];中国技术市场报;2010年

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