原位生成(Al3Zr+ZrB2)颗粒增强超高强铝基复合材料的制备及其组织与性能探究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:marker1900
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
铝基复合材料具有高比强度,高比模量,耐磨,耐疲劳,导热导电性能好,热稳定性和尺寸稳定性好等特点,所以自20世纪60年代问世,发展迅速应用广泛,尤其是在航天航空军工业、汽车工业和电子仪器等领域。本文利用原位生成法中的混合盐反应LSM法,制备了(Al3Zr+ZrB2)p/超强铝合金复合材料,其实测成分为:70.7Al-13.06Zn-2.77Mg-3.97Cu-7.76Zr-0.36B-0.03Sr-1.01Fe-0.15Si,其中含11.7%Al3Zr,1.9%ZrB2(名义质量分数)。通过金相观察、硬度与电导率测试、拉伸试验、SEM分析、XRD分析、EBSD分析、腐蚀试验、摩擦磨损试验等途径,研究不同的后处理工艺下复合材料的组织与性能。具体的研究工作和结论如下所示:  (1)研究铸态纯铝,(Al3Zr+ZrB2)p/纯铝,(Al3Zr+ZrB2)p/超强铝合金的组织结构、硬度与电导率、摩擦磨损性能。结果表明:(Al3Zr+ZrB2)p/纯铝和(Al3Zr+ZrB2)p/超强铝合金内部弥散分布着尺寸细小的以Al3Zr、ZrB2颗粒,其中Al3Zr呈长棒状,颗粒的宽度为1~2μm,ZrB2呈圆球状,颗粒大小<1μm;Al3Zr、ZrB2颗粒的加入使得纯铝的硬度和耐磨性能大幅提高;基体选择自行设计的超强铝合金使得复合材料的硬度与耐磨性更高。  (2)研究挤压态的复合材料(Al3Zr+ZrB2)p/超强铝合金经固溶-T6时效处理后的组织与性能。结果表明:其晶粒大小为1~5μm,平均2.5μm,硬度为240.8HV,电导率为22.8%IACS,最大抗拉强度为578.9MPa(屈服阶段未结束就断裂),位错密度很小,位错对强度贡献几乎为零,晶间最大腐蚀深度达到162.5μm,剥落腐蚀属于EC级,平均摩擦系数为0.344,磨损体积为0.01407mm3。  (3)研究挤压态的复合材料(Al3Zr+ZrB2)p/超强铝合金经固溶-预压缩-T6时效处理后的组织与性能。结果表明:其晶粒大小为1~5μm,平均1.8μm,硬度为256.7HV,电导率为22.1%IACS,最大抗拉强度为645.49MPa(未到屈服阶段就断裂),位错对强度贡献为43.948Mpa,晶间最大腐蚀深度达到142.9μm,剥落腐蚀属于EB级,平均摩擦系数为0.347,磨损体积为0.01264mm3。  (4)研究挤压态的复合材料(Al3Zr+ZrB2)p/超强铝合金经预回复-固溶-预压缩-T6时效处理后的组织与性能。结果表明:其晶粒大小为1~5μm,平均1.8μm,硬度为254.0HV,电导率为23.8%IACS,最大抗拉强度为608.5MPa(屈服阶段未结束就断裂),位错对强度贡献为73.060MPa,低角度晶界强化为66.09MPa,高角度晶界强化为13.40MPa,晶间最大腐蚀深度达到131.0μm,剥落腐蚀属于EB级,平均摩擦系数为0.343,磨损体积为0.01407mm3。  (5)研究挤压态的复合材料(Al3Zr+ZrB2)p/超强铝合金经预回复-固溶-预压缩-T76时效处理后的组织与性能。结果表明:其晶粒大小为1~5μm,平均1.8μm,硬度为212.6HV,电导率为26.7%IACS,最大抗拉强度为665.9MPa,延伸率为5.4%,位错对强度贡献为0,晶间最大腐蚀深度达到116.7μm,剥落腐蚀属于EA级,平均摩擦系数为0.375,磨损体积为0.01945mm3。  (6)研究挤压态的复合(Al3Zr+ZrB2)p/超强铝合金的淬透性能。结果表明:其端淬淬透性为24mm,复合材料的的淬透性为48mm。  综上所述,固溶-T6时效处理能大幅提高挤压态复合材料的硬度,明显减小挤压态复合材料的摩擦系数,大幅增强耐磨性;预压缩处理能使复合材料的硬度略微提高,同时电导率略微下降,位错密度增大,位错对强度的贡献提高,晶间腐蚀深度减小,剥落腐蚀程度减弱;预回复处理能使复合材料的电导率升高,位错密度增大,位错对强度的贡献提高,晶间腐蚀深度减小,剥落腐蚀程度减弱;T76时效处理使复合材料的电导率大幅提高,晶间腐蚀深度降低,剥落腐蚀程度减弱。
其他文献
雾滴在根系上的粘附性研究对雾化栽培具有重大的意义,不同大小、不同速度、不同雾化量的雾滴在与根系碰撞的过程中会发生不同的形态变化,进而直接影响到植株对营养液及水分的吸
由于人们对大容量磁盘的需求越来越迫切,而目前的磁记录技术逐渐不能满足日益增长的需求,新的磁盘技术亟待开发,热辅助磁记录技术(Heat Assisted Magnetic Recording,HAMR)是
期刊
空化的发生会破坏螺旋桨、影响水轮机的工作效率、决定水泵的空化余量,破坏水利建筑物的物面等等不利后果,早期对于空化发生的研究都为降低空蚀,并且在这些方面的研究已经非常成
鉴于环境污染和汽车保有量的双重压力必须找到合理的替代能源。由于天然气不仅具有很高的能量密度和抗爆性,而且具有节能减排的特点,所以更加得到重视。但天然气在均质压燃的过
本文主要论述阐明了树立正确的权力观是从根本上加强和巩固执政党地位的重要保证 This paper mainly elaborates that establishing a correct concept of power is an impo
角蛋白是一类具有结缔组织和保护功能的纤维状蛋白,广泛存在于各种动物的毛发、鳞片、蹄、角的组织结构中。经处理后的角蛋白在农业、工业、食品行业和环境治理各方面都具有很大的应用价值。角蛋白酶是一种特异性降解角蛋白的诱导型酶类,可由细菌、放线菌和真菌等多种微生物诱导产生。由于角蛋白酶能在温和的条件下高效地分解角蛋白等蛋白类物质,避免了物理化学方法产生的不利影响,具有重要的应用前景。本课题根据产角蛋白酶菌株
微型化产品已成为制造业的一种发展趋势,对应的微加工技术显得越来越重要。因在批量生产方面的优势,传统的微塑性成形工艺得到了广泛应用。但是,传统的微塑性加工工艺相对复杂,且
空间机器人代替宇航员进行在轨作业任务,既能保障航天员的生命安全,降低作业负担,还能提高作业效率,扩展航天员的作业能力范围。但目前受到多种科学技术水平的限制,空间机器人短期
随着计算机技术的不断发展,机械制造工程步入新的发展阶段.当前,智能自动化发展成为机械制造工程建设的重要目标导向,实现自动化技术的科学应用,对于机械制造现代化发展,具有