PTFE对FSP制备Al-Ni复合材料组织与性能的影响

发布时间：2017-12-29 08:29

  本文关键词：PTFE对FSP制备Al-Ni复合材料组织与性能的影响　出处：《南昌航空大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：本文通过搅拌摩擦加工制备Al-Ni复合材料,并且对制备的Al-Ni复合材料进行不同工艺的热处理,研究了PTFE含量、热处理工艺对搅拌摩擦加工制备Al-Ni复合材料组织均匀性和力学性能的影响。通过SEM、XRD以及EPMA分析了Al-Ni复合材料增强颗粒形态及分布规律,研究了PTFE影响搅拌摩擦加工制备Al-Ni复合材料中均匀化的机理。研究结果表明,搅拌摩擦加工制备Al-Ni复合材料的过程中加入PTFE可以显著改善Al-Ni复合材料复合区的均匀性;在一定范围内,随着PTFE含量的增加,复合材料的均匀性逐步增加,当PTFE添加量为7%时,复合材料强化效果最好。此时,Al-Ni复合材料拉伸强度达到233MPa,较添加纯Ni制备Al-Ni复合材料拉伸强度(163MPa)提升了42.9%。当PTFE添加量超过7%时,Al-Ni复合材料的拉伸强度有所下降,但是其强度依然略高于纯Ni制备Al-Ni复合材料。对纯Ni粉和7%PTFE混合粉末Al-Ni复合材料进行450℃、500℃、550℃保温6h热处理。发现采用搅拌摩擦加工技术制备Al-Ni复合材料产物主要为Al3Ni,部分Ni粉未反应完全。在一定范围内,随热处理温度的提高,有利于Al-Ni合金化反应的进行,使金属间化合物生成量增加,生成的金属间化合物为Al3Ni和Al3Ni2。经过热处理的Al-Ni复合材料拉伸强度为142.5MPa,延伸率为12%,与未经过热处理后Al-Ni复合材料相比拉伸强度和延伸率均有所下降。经过热处理的7%PTFE混合粉末Al-Ni复合材料的最大拉伸强度为173MPa,相比未经过热处理的7%PTFE混合粉末Al-Ni复合材料拉伸强度降低了25.8%。将搅拌摩擦加工制备Al-Ni复合材料的过程分为5个阶段,分析不同阶段增强颗粒的形态及分布规律。研究结果表明,在第一阶段过程中PTFE起到润滑的作用有益于Ni粉的分散,在搅拌头的作用下,使得未反应的Ni粉呈现洋葱环形状均匀分布在基体上;到第二阶段时,由于搅拌摩擦加工方向发生改变有利于Ni粉的反应,搅拌摩擦加工产生的温度明显大于PTFE的熔点,因此在第一阶段发生裂解的PTFE到第二阶段难以起到润滑的作用,所以在搅拌摩擦加工过程中受到搅拌头的热压作用下少数为均匀分布的Ni粉发生焊合,形成尺寸较小的团聚物;在第三、四、五阶段,经过多次搅拌头的来回循环挤压,搅拌摩擦加工区储存了较多的摩擦热,相当于对加工材料进行了预热,因此在加工区域达到更好的塑性状态获得更好的流动性,所以在搅拌头的反复搅拌作用下增强颗粒分布的更加均匀。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TB331

【参考文献】

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本文编号：1349551