【摘 要】
:
近几十年来,铝合金材料广泛使用于各行各业,但因其强度和耐磨性的问题,在高精端行业面前只能望而却步。因此,越来越多的研究学者开始研究颗粒增强铝基复合材料,通过向铝合金基体内加入颗粒增强体,使得复合材料具有高强度,高耐磨性,耐高温等诸多优点。本文基体合金选用综合性能较高的Al-Cu-Mg合金中的2618铝合金,因其具有较好的耐热性能,大多被利用与航天航空的外壳和蒙皮材料,本次实验向2618铝合金基体内
论文部分内容阅读
近几十年来,铝合金材料广泛使用于各行各业,但因其强度和耐磨性的问题,在高精端行业面前只能望而却步。因此,越来越多的研究学者开始研究颗粒增强铝基复合材料,通过向铝合金基体内加入颗粒增强体,使得复合材料具有高强度,高耐磨性,耐高温等诸多优点。本文基体合金选用综合性能较高的Al-Cu-Mg合金中的2618铝合金,因其具有较好的耐热性能,大多被利用与航天航空的外壳和蒙皮材料,本次实验向2618铝合金基体内添加纳米TiC增强体颗粒,再进行大塑性变形,探讨纳米TiC颗粒对变形热处理后的TiC/2618复合材料的综合性能(组织、耐磨性、抗高温蠕变性、耐腐蚀性)的影响。本文主要研究内容和取得进展如下:(1)铸态组织中,纳米TiC颗粒的加入使得原来粗大的枝晶组织逐步转化为细小的等轴晶组织,纳米TiC在其中起到了异质形核的效果,有效的细化组织增强2618铝合金材料性能。变形态和热处理态中,材料内部组织开始出现动态再结晶,变形态中的拉长组织也随着纳米TiC颗粒的加入逐步转化为细小的等轴晶组织;热处理过程中,材料内部出现了较高比例的完全再结晶,随着TiC含量的增加完全再结晶比例呈先增大后减小的趋势。随着纳米TiC颗粒的加入,2618铝合金的室温力学性能持续上升,在TiC含量为0.5 wt%时,TiC/2618复合材料的力学性能达到最大,抗拉强度从原来基体的409MPa提升至485MPa,延伸率从11.8%提升至12.7%,相比2618基体,0.5wt%TiC/2618复合材料抗拉强度提升了约18.6%,延伸率提升了约7%。TiC/2618复合材料在热处理过程中产生析出相S(Al2Cu Mg)和S’(Al2Cu Mg),同时还存在大量的位错堆积形成位错墙,当材料发生塑性变形时,析出相和位错交互作用,形成第二相强化,达到提升材料强塑性的效果。(2)热处理后的0.5 wt%TiC/2618复合材料进行摩擦磨损实验,磨损率和磨损系数均随着纳米TiC颗粒的加入先减小后增大,当TiC含量为0.5 wt%时,两者达到最低值。主要是前期向材料中添加少量的纳米TiC颗粒,增强体颗粒可以均匀的分布在基体的内部,有效的达到支撑磨损表面的效果,随着纳米TiC颗粒含量的增大,增强体在晶界和晶粒内发生团聚,增强体颗粒无法起到提升耐磨性的效果,从而会导致材料的磨损率出现降低的情况。(3)热处理后的0.5 wt%TiC/2618复合材料进行高温蠕变实验,TiC/2618复合材料抗蠕变性能均随着纳米TiC颗粒的增加而先增大后减小,纳米TiC颗粒在高温下比较稳定,不与其他基体材料发生反应,在高温状态下可以有效的阻碍晶粒和位错的移动,同时还能使得位错发生增殖,强化材料性能。(4)晶间腐蚀、电化学腐蚀和慢应力腐蚀这三种腐蚀实验都表明,纳米TiC颗粒的加入有利于提高TiC/2618复合材料的耐腐蚀性,综合三种腐蚀实验结果,当TiC含量为0.5 wt%时,TiC/2618复合材料的耐腐蚀性能最佳;另外,从慢应力腐蚀试验中,可以发现TiC/2618复合材料在3.5%Na Cl介质中的抗拉强度均低于空气介质中的抗拉强度。
其他文献
Mg-Li合金具有低密度、较高的比强度以及防震抗噪等优点,能够提升有效载荷并降低能源消耗,是有发展前景的潜力结构材料。本文通过真空熔炼炉制备目标合金,探索通过合金化、添加增强体颗粒、热机械变形等方法来设计一种超轻高强度Mg-Li合金。同时,在此基础上对合金进行固溶处理,进一步提升合金力学性能。另外,对固溶处理后的合金进行时效处理,检测合金的高温性能稳定性。本文设计制备的合金主要为Mg-8Li-3A
小型康复治疗设备的研究与推广,对于改善我国康复配套资源普及性不足的现状、提升肢体受损者康复质量、降低康复治疗成本具有积极作用。本课题优化对象为市面现有下肢连续被动(Continuous passive motion,CPM)训练机,通过借鉴其结构及功能,设计和搭建下肢康复器样机。在人机交互方法、控制策略、系统功能集成度等方面优于前者,适用人群更广。本文的主要内容包括:为解决下肢CPM机踝关节训练功
电动汽车因提速快、污染低、舒适性突出等优势,逐渐成为未来汽车发展的焦点。但受驱动系统中电池密度、控制系统等差异的影响,在续驶里程上较传统燃油车明显不足。为提高驱动系统能效,增加电动汽车续驶里程,对电动汽车驱动系统展开了能耗分析与优化控制研究。针对驱动系统中电机铁损引起的电机损耗过大问题,采用基于损耗的异步电机矢量控制方法。首先建立了考虑铁损的异步电机数学模型,再通过异步电机数学表达式得到稳态运行时
传统结构优化设计方法常常由于未能充分考虑工程实际中的不确定性而导致所设计的结构无法满足预期要求。为解决传统优化设计方法的弊端,人们提出了基于可靠性的设计优化(RBDO)方法,此类方法可以合理表征不确定性对结构设计的影响。然而,现有诸多可靠性优化设计方法对涉及随机变量非正态、功能函数高度非线性等问题的求解尚存在不足之处。因此,针对上述问题本文展开深入研究,主要包括:1.引入求解精度高且不受随机变量非
由于手机在社会中大量使用,导致手机石墨散热片的需求量也急速增长。虽然企业生产的手机石墨散热片的产量很大,但是不可避免会出现不合格品。大多数企业一般采用人工检测法,在检测过程中出现了检测准确率低,漏检率高的问题,所以迫切需要一种快速高效的方法,提高检测手机石墨散热片的准确率、降低漏检率,以降低产品成本。为此,本课题研究了一种采用机器视觉对手机石墨散热片缺陷检测系统。通过本课题研究的系统,可以实现手机
相变存储器(PCRAM)作为下一代最具有竞争实力的新型存储器技术之一,在近几年中得到迅猛的发展,有关产品也已经问世并且实现批量生产。在相变存储器技术如此高涨的发展势头下,与其相关的基础研究也成为信息、材料等相关领域的研究热点。PCRAM在众多存储器中的优势是明显的,例如:存储和输入速度快、疲劳性好、操作能耗低并且与CMOS工艺相包容等,但是PCRAM还存在一些需要解决的问题:1、相变材料在相变过程
随着航空航天工业产业的不断地进步,对合金材料的性能要求越来越高,例如在轻量化、高温强度以及抗氧化等方面要求都很严苛。γ-TiAl合金拥有较高的比强度并且抗氧化性能好、高温抗蠕变性能优异等性能,受到了越来越多研究人员的关注,成为了航空航天材料中较有前景的高温结构材料。传统γ-TiAl合金的铸造性能好,但是传统γ-TiAl合金的凝固路径为包晶凝固,凝固后为粗大的片层团。而β-γTiAl合金凝固时经过了
近年来,美国对中国的贸易战日益激烈,我国的芯片产业受到了极大影响,拥有自主知识产权的一系列芯片设计显得尤为重要。对比当下的主流存储器,相变存储器在尺寸,功耗,速度,寿命,兼容性等方面优势明显,被认为是最有希望的下一代新型存储器。在目前的研究中,相变存储器存在以下的问题:存储速度快的同时不能保证良好的数据保持力,重置电流没有达到预想中的低功耗。而这些可以通过相变材料来解决,本论文正是从材料出发,开发
多智能车辆编队作为智能交通系统(ITS)发展过程中的重要研究内容,在兼顾道路交通安全的前提下,能充分利用道路容量,提高道路交通效率和车辆燃油经济性,有效地缓解交通拥堵、事故频发和资源紧张等社会问题,因此成为交通发达国家研究和应用的重点。多智能车辆的编队控制主要解决的是在复杂的动态交通环境下的编队系统扩展性、协同行驶、变道和避障等决策问题,同时需要保证子车辆在队形中的稳定行驶,因此编队控制研究可以分
在新冠肺炎疫情的影响下,许多中小企业的发展举步维艰。不仅如此,企业还要面临融资困难的尴尬局面。为了改变这一情况,就要仔细分析现阶段中小企业融资所面临的问题,再制定有效的解决对策,使中小企业拥有更多发展机会,提高自身效益。