3D打印非晶增强Ti合金复合材料的结构及力学性能研究

发布时间：2023-11-18 09:21

　　目前,3D打印的钛基复合材料通常将陶瓷颗粒或晶态金属材料引入来提高钛合金的强度和耐磨性,但陶瓷类与钛基体的润湿性差,严重降低了复合材料的塑性和韧性,而晶态金属材料虽无润湿性问题但强度不高因而增强效果也有限。非晶合金具有高强度且与钛基体的润湿性好,是一种非常具有潜力的增强金属基的材料。3D打印非晶合金增强的钛复合材料有望于在获得高强度和优异耐磨性的同时,保持较佳的塑性和韧性从而为解决上述难题提供了一种新思路。本文以一种名义成分为Zr₅₅Cu₃₀Ni₅Al₁₀(at%)的Zr基非晶合金,因其玻璃形成能力高,良好的3D打印成形性以及与Ti6Al4V合金相当的杨氏模量和热膨胀系数(CTE)而作为添加的增强材料,3D打印成形了Zr₅₅Cu₃₀Ni₅Al₁₀(at%)非晶合金增强Ti6Al4V的金属基复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线断层扫描仪...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 3D打印技术简介
    1.2 3D打印钛合金研究进展
    1.3 3D打印钛基复合材料研究进展
    1.4 非晶合金简介
    1.5 3D打印非晶合金研究进展
    1.6 本论文研究背景,意义与内容
2 3D打印非晶增强钛合金复合材料的结构与力学性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验过程
        2.2.1 Ti6Al4V与 Zr₅₅Cu₃₀Ni₅Al₁₀ 混合粉末的制备
        2.2.2 样品的3D打印
        2.2.3 样品的结构表征
        2.2.4 轴向压缩实验
        2.2.5 三点弯曲实验
        2.2.6 缺口断裂韧性实验
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 非晶掺量的确定
        2.3.2 粉末的结构表征
        2.3.3 3D打印样品的结构
        2.3.4 复合材料组织结构形成机理
        2.3.5 3D打印样品的力学性能
        2.3.6 复合材料的强化机制分析
    2.4 本章小结
3 3D打印非晶增强钛合金复合材料的摩擦磨损研究
    3.1 引言
    3.2 实验过程
        3.2.1 3D打印样品的摩擦磨损实验
        3.2.2 摩擦磨损的结构表征
        3.2.3 微区单道摩擦实验
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 硬度与磨损性能
        3.3.2 复合材料磨损性能增强的机制分析
    3.4 本章小结
4 总结与展望
    4.1 全文总结
    4.2 课题展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：3865004