攪拌摩擦加工對(duì)原位制備zrb22024鋁基復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)與性能的影響.doc


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攪拌摩擦加工對(duì)原位制備zrb22024鋁基復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)與性能的影響,攪拌摩擦加工對(duì)原位制備zrb2/2024鋁基復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)與性能的影響1.57萬(wàn)字37頁(yè)原創(chuàng)作品,獨(dú)家提交,已通過(guò)查重系統(tǒng) 摘要: 熔體原位反應(yīng)法制備zrb2/2024鋁基復(fù)合材料,工藝簡(jiǎn)單,制備成本低,易推廣,但是由于鑄造缺陷的存在以及鑄造條件的限制,其結(jié)構(gòu)性能不高,增強(qiáng)相尺寸、形貌、在基體合金中分布均勻性不理想。...


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攪拌摩擦加工對(duì)原位制備ZrB2/2024鋁基復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)與性能的影響
1.57萬(wàn)字 37頁(yè) 原創(chuàng)作品,獨(dú)家提交,已通過(guò)查重系統(tǒng)
摘要: 熔體原位反應(yīng)法制備ZrB2/2024鋁基復(fù)合材料,工藝簡(jiǎn)單,制備成本低,易推廣,但是由于鑄造缺陷的存在以及鑄造條件的限制,其結(jié)構(gòu)性能不高,增強(qiáng)相尺寸、形貌、在基體合金中分布均勻性不理想。對(duì)其進(jìn)行攪拌摩擦,可以改善材料的微觀結(jié)構(gòu),提高材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的致密性,減少鑄造缺陷,從而提高材料的綜合性能。本設(shè)計(jì)因此有針對(duì)性地設(shè)計(jì)分析了攪拌摩擦塑性變形工藝及不同攪拌道次對(duì)ZrB2/2024鋁基復(fù)合材料的微觀組織和性能的影響。
研究表明:攪拌摩擦不同道次使得材料發(fā)生了不同程度的晶格畸變。而且攪拌摩擦對(duì)增強(qiáng)相細(xì)化效果明顯,攪拌摩擦后增強(qiáng)顆粒尺寸大致直徑在5μm以下;經(jīng)攪拌摩擦1道次后,晶粒尺寸得到細(xì)化,大部分晶粒尺寸已下降至40μm以下;而攪拌3道次后,材料尺寸得到進(jìn)一步細(xì)化,晶粒尺寸下降至30μm以下,大部分晶粒已接近20μm;攪拌5道次后,復(fù)合材料的晶粒尺寸已得到顯著細(xì)化,平均晶粒尺寸已達(dá)到15μm左右。較原始鑄態(tài)材料細(xì)化400%以上。
然后,對(duì)不同攪拌摩擦后試樣的硬度進(jìn)行了測(cè)試,發(fā)現(xiàn)隨著攪拌道次的增加,復(fù)合材料的硬度呈現(xiàn)先上升,后下降的趨勢(shì)。硬度的大小整體變化差異并不是很大。攪拌1,5道次后硬度較母材分別上升9.9%和2%;而攪拌5道次后硬度較母材則下降13.5%。
其次,對(duì)其耐磨性能以及不同加載在和條件下材料的磨痕機(jī)制進(jìn)行了一定的分析,結(jié)果表明:攪拌摩擦?xí)沟脧?fù)合材料的耐磨性得到提升,但并不是攪拌道次越多,提升程度越大,當(dāng)攪拌道次達(dá)到一定數(shù)量時(shí),其耐磨性反而會(huì)開(kāi)始下降。實(shí)驗(yàn)可知,攪拌摩擦3道次能夠最大限度的提升復(fù)合材料的耐磨性能。而當(dāng)載荷為5N時(shí),磨痕淺且細(xì),表面光滑平整,宏觀上表現(xiàn)出較小的磨損率。當(dāng)載荷處于10N時(shí),宏觀磨痕與A相似,但從微觀磨痕來(lái)看,磨痕顯著加深,且粗大了不少;當(dāng)載荷為15N時(shí),磨損表面開(kāi)始變?yōu)楹谏?,磨痕大且深出現(xiàn)磨損率線性增加的現(xiàn)象,從中大致可以判斷為出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的氧化磨損現(xiàn)象。
最后,通過(guò)對(duì)材料進(jìn)行拉伸試驗(yàn),研究其韌窩形狀,發(fā)現(xiàn)鑄態(tài)復(fù)合材料韌窩較大較淺,韌窩內(nèi)可明顯看見(jiàn)表面光亮的顆粒,即增強(qiáng)顆粒在拉伸過(guò)程中發(fā)生脆性斷裂,攪拌摩擦后拉伸斷口韌窩相對(duì)較小較深,發(fā)生韌性斷裂。
關(guān)鍵詞 ZrB2/2024鋁基復(fù)合材料;攪拌摩擦;微觀結(jié)構(gòu);耐磨性能;磨痕機(jī)制
1.57萬(wàn)字 37頁(yè) 原創(chuàng)作品,獨(dú)家提交,已通過(guò)查重系統(tǒng)
摘要: 熔體原位反應(yīng)法制備ZrB2/2024鋁基復(fù)合材料,工藝簡(jiǎn)單,制備成本低,易推廣,但是由于鑄造缺陷的存在以及鑄造條件的限制,其結(jié)構(gòu)性能不高,增強(qiáng)相尺寸、形貌、在基體合金中分布均勻性不理想。對(duì)其進(jìn)行攪拌摩擦,可以改善材料的微觀結(jié)構(gòu),提高材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的致密性,減少鑄造缺陷,從而提高材料的綜合性能。本設(shè)計(jì)因此有針對(duì)性地設(shè)計(jì)分析了攪拌摩擦塑性變形工藝及不同攪拌道次對(duì)ZrB2/2024鋁基復(fù)合材料的微觀組織和性能的影響。
研究表明:攪拌摩擦不同道次使得材料發(fā)生了不同程度的晶格畸變。而且攪拌摩擦對(duì)增強(qiáng)相細(xì)化效果明顯,攪拌摩擦后增強(qiáng)顆粒尺寸大致直徑在5μm以下;經(jīng)攪拌摩擦1道次后,晶粒尺寸得到細(xì)化,大部分晶粒尺寸已下降至40μm以下;而攪拌3道次后,材料尺寸得到進(jìn)一步細(xì)化,晶粒尺寸下降至30μm以下,大部分晶粒已接近20μm;攪拌5道次后,復(fù)合材料的晶粒尺寸已得到顯著細(xì)化,平均晶粒尺寸已達(dá)到15μm左右。較原始鑄態(tài)材料細(xì)化400%以上。
然后,對(duì)不同攪拌摩擦后試樣的硬度進(jìn)行了測(cè)試,發(fā)現(xiàn)隨著攪拌道次的增加,復(fù)合材料的硬度呈現(xiàn)先上升,后下降的趨勢(shì)。硬度的大小整體變化差異并不是很大。攪拌1,5道次后硬度較母材分別上升9.9%和2%;而攪拌5道次后硬度較母材則下降13.5%。
其次,對(duì)其耐磨性能以及不同加載在和條件下材料的磨痕機(jī)制進(jìn)行了一定的分析,結(jié)果表明:攪拌摩擦?xí)沟脧?fù)合材料的耐磨性得到提升,但并不是攪拌道次越多,提升程度越大,當(dāng)攪拌道次達(dá)到一定數(shù)量時(shí),其耐磨性反而會(huì)開(kāi)始下降。實(shí)驗(yàn)可知,攪拌摩擦3道次能夠最大限度的提升復(fù)合材料的耐磨性能。而當(dāng)載荷為5N時(shí),磨痕淺且細(xì),表面光滑平整,宏觀上表現(xiàn)出較小的磨損率。當(dāng)載荷處于10N時(shí),宏觀磨痕與A相似,但從微觀磨痕來(lái)看,磨痕顯著加深,且粗大了不少;當(dāng)載荷為15N時(shí),磨損表面開(kāi)始變?yōu)楹谏?,磨痕大且深出現(xiàn)磨損率線性增加的現(xiàn)象,從中大致可以判斷為出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的氧化磨損現(xiàn)象。
最后,通過(guò)對(duì)材料進(jìn)行拉伸試驗(yàn),研究其韌窩形狀,發(fā)現(xiàn)鑄態(tài)復(fù)合材料韌窩較大較淺,韌窩內(nèi)可明顯看見(jiàn)表面光亮的顆粒,即增強(qiáng)顆粒在拉伸過(guò)程中發(fā)生脆性斷裂,攪拌摩擦后拉伸斷口韌窩相對(duì)較小較深,發(fā)生韌性斷裂。
關(guān)鍵詞 ZrB2/2024鋁基復(fù)合材料;攪拌摩擦;微觀結(jié)構(gòu);耐磨性能;磨痕機(jī)制
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