粉末冶金Cu/WCp叠层材料疲劳及动态力学性能研究

发布时间：2021-11-23 08:08

　　功能梯度材料具有组分与微结构的梯度空间变化特征,具有材料的可设计性和复杂环境的高适应性,一经面世便受到普遍的关注。根据不同的梯度分布形式它可以分为连续梯度和叠层梯度材料。由于外加相的加入、层间界面的出现以及制备工艺不同等因素,FGMs的细观损伤源以及细观损伤的形式更加丰富,在外加场作用下的细观损伤演化机理、材料宏观力学性能与细观结构间的关系也就更加复杂。其次,由于材料的应变率效应,其动态力学性能和准静态力学性能有较大差异,不仅取决于组分的基本性能,还依赖于动态加载速率。因此,深入研究FGMs的损伤、断裂与动态冲击行为,探索FGMs的细观组织结构与材料宏观性能的关系,优化FGMs设计理论和制备工艺,具有重要的学术意义和工程应用价值。主要的工作和结论如下:1.通过粉末冶金法制备了 Cu/WCp均质复合材料,研究了 WCp含量对复合材料的微观结构、显微硬度以及基本力学性能的影响。结果表明:颗粒分布相对均匀。随着颗粒含量的增大,复合材料的微孔隙增多,复合材料的显微硬度、强度和弹性模量增大,而延性却相应减小。通过研究均质复合材料的基本力学性能,为后续叠层材料的疲劳及动态冲击性能的研究做准备。2.... 

【文章来源】：昆明理工大学云南省

【文章页数】：149 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－２搅拌摩擦焊接过程示意图??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＦＳＷ?ｐｒｏｃｅｓｓ＾２０＾??

（Ｓｐｒａｙ?Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）的基本原理最先由英国Ｓｗａｎｓｅａ大出。随后英国的Ｃｏｓｐｒｅｙ公司最先始了喷射沉积复合和生产了一些金属半成品。Ｌａｖｅｍｉａ等人将喷射沉积基复合材料的制备［２１］。喷射沉积法制备复合材料的原理真空中频溶炼室中将金属基体溶化，在高速惰性气体（将金属液流雾化成弥散的液态雾滴，并将其喷射到金度致密的预成形复合材料毛坯，再经过机加工后处理［１３］。??集成了铸造法和粉末冶金技术的特点，与之相比其主材料只须进行一次加工便可得到机械零件成品、半成，大大降低了生产成本；同时由于受到惰性气体（Ｎ２、混粉、烧结、挤压等过程带来氧化及引入其它杂质的性强、产品多样性较广，在某些领域，可代替传统的

是先将增强相颗粒与基体粉末混合，然后冷压或热压烧结成块状生坯，最后对生??坯进行ＦＳＰ，使颗粒分布均匀、致密，形成复合材料。??ＦＳＰ工艺如图１－２，其主要工艺过程如下：添加增强相，封口和摩擦搅拌三??个主要步骤。首先将金属板材开槽，槽的大小视样品大小而定；随后将增强颗粒??添加到槽中，然后将金属板材固定在工作台上并用平头搅拌头封口，再用锥形搅??拌头进行搅拌摩擦加工；高速旋转搅拌头在轴向压力的作用下钻入板材，高速旋??转的搅拌头在库仑摩擦和剪切摩擦作用下产生大量的热量，这些热量将导致附近??的金属迅速升温并且很快软化，在旋转作用下会产生材料大范围的迁移，此外搅??拌头在高速旋转的同时，将沿着槽向前走刀，在走刀的过程中增强材料被向前和??旋转的推动力分散在基体材料附近，部分被包裹，这样搅拌摩擦加工后就制备了??增强复合材料

【参考文献】：
期刊论文
[1]挤压铸造法制备双连续氮化钛增强铝基复合材料[J]. 鲁元,杨建锋,李京龙,李鹏.  硅酸盐学报. 2015(04)
[2]B4C/6061铝基复合材料疲劳性能及断裂机制[J]. 秦艳兵,王文先,李宇力,张鹏,王保东.  粉末冶金材料科学与工程. 2014(06)
[3]温度对625镍基高温合金焊接接头低周疲劳行为的影响[J]. 王媛媛,陈立佳,王宝森.  金属学报. 2014(12)
[4]镍基高温合金GH4169小裂纹早期扩展的原位疲劳试验[J]. 张丽,黄新跃,吴学仁,于慧臣,张敏,李宏良.  航空动力学报. 2014(04)
[5]Inconel 625合金Johnson-Cook本构模型的一种改进[J]. 俞秋景,刘军和,张伟红,于连旭,刘芳,孙文儒,胡壮麒.  稀有金属材料与工程. 2013(08)
[6]桥梁高性能钢HPS 485W疲劳裂纹扩展速率试验研究[J]. 王春生,段兰,郑丽,胡景雨.  工程力学. 2013(06)
[7]颗粒粒径对喷射沉积制备SiC颗粒增强铝硅合金复合材料显微组织及拉伸性能的影响[J]. 李微,陈荐,何建军,邱玮,任延杰.  机械工程材料. 2013(04)
[8]回火对微合金管线钢疲劳裂纹扩展行为的影响[J]. 李红英,宾杰,林武,魏冬冬,李阳华,曹俊.  中南大学学报(自然科学版). 2011(09)
[9]高导电高耐磨铜基复合材料的研究进展[J]. 张颖异,李运刚,田颖.  稀有金属与硬质合金. 2011(03)
[10]TiC颗粒增强钛基复合材料细观动态力学性能[J]. 宋卫东,宁建国,毛小南.  稀有金属材料与工程. 2011(09)

博士论文
[1]微尺度下疲劳小裂纹扩展特性的试验研究[D]. 邓国坚.华东理工大学 2015
[2]喷射沉积内氧化颗粒增强铜基复合材料的制备及其组织性能研究[D]. 谢明.昆明理工大学 2014
[3]不同应力比下的疲劳裂纹扩展可靠性研究[D]. 王坤茜.昆明理工大学 2012
[4]汽轮机转子钢近门槛值区的裂纹扩展与超高周疲劳行为研究[D]. 朱明亮.华东理工大学 2011
[5]喷射沉积SiCp/Al-Si复合材料的疲劳行为研究[D]. 李微.湖南大学 2011
[6]细观特征对SiCp/Al复合材料力学行为影响的实验及数值研究[D]. 曹东风.武汉理工大学 2011
[7]层状复合结构动态力学行为及应力波传播特性研究[D]. 杨震琦.哈尔滨工业大学 2010
[8]颗粒增强金属基复合材料动态力学性能的实验研究与数值模拟[D]. 张江涛.武汉理工大学 2007
[9]高体积分数金属基复合材料SiCp/2024Al动态力学性能研究[D]. 谭柱华.哈尔滨工业大学 2007
[10]复合电铸制备颗粒增强铜基复合材料工艺及性能研究[D]. 朱建华.上海交通大学 2007

硕士论文
[1]挤压铸造法制备Ti2AlC颗粒增强铝基复合材料的组织及性能研究[D]. 张璟伟.哈尔滨工业大学 2012
[2]Cu/WCP叠层功能梯度材料常温及高温力学性能研究[D]. 颜峰.昆明理工大学 2012
[3]搅拌摩擦加工制备n-Al2O3/CNTs混杂镁基复合材料[D]. 杨真.昆明理工大学 2011
[4]搅拌摩擦加工制备TiNi颗粒增强Al基复合材料的研究[D]. 周志男.沈阳航空航天大学 2011
[5]基于胞体模型的颗粒增强复合材料耦合场数值模拟研究[D]. 单豪良.昆明理工大学 2009



本文编号：3513471