坩埚移动喷涂共沉积法制备铝基复合材料

坩埚移动喷涂共沉积法制备铝基复合材料

一、坩埚移动式喷射共沉积制取铝基复合材料的技术(论文文献综述)

付静[1](2017)在《SiCp/7090Al复合材料塑性变形行为与机械热疲劳研究》文中指出本论文实验基于材料高温塑性变形本构方程及热加工图理论基础研究了轧制工艺及热处理对SiCp/7090Al复合材料板材组织及性能的影响、复合材料机械热疲劳的裂纹扩展和寿命预测,为进一步开发铝基复合材料塑性变形性能以及铝基复合材料疲劳性能提供依据。实验主要得出结果如下:(1)本论文基于SiCp/7090Al复合材料热压缩本构方程和热加工图,得到最适合复合材料热加工的温度范围为400℃-475℃,应变速率范围为0.0001s-1-0.001s-1,并通过对复合材料显微组织的观察对热加工图进行验证。将本构模型的计算值和实验值对比得最大平均误差为9.59%,能够精确描述球墨铸铁的热压缩流变应力行为,为优化复合材料高温塑性成形工艺提供了数据基础和理论依据。(2)实验得出最佳轧制工艺和热处理工艺。轧制温度为450℃,复合材料显微组织SiC颗粒团聚现象基本消除,分布均匀度达到最大最高,抗拉强度达到最大值为455MPa,伸长率为5.33%。固溶处理温度为475℃、保温时间2.5h,材料硬度值达最大值164.3HV。经拉伸实验得到材料经最优固溶工艺处理后的抗拉强度为465MPa,伸长率为9.6%。对最优固溶工艺下的板材进行时效处理,当时效温度为140℃,时间为15h,显微硬度达到最大值205.8HV。经拉伸实验得到经最优时效处理后的材料抗拉强度为605MPa,伸长率为5.6%。(3)由于基体上的热应力状态是残余拉应力-压应力-拉应力循环变化的过程,随着热疲劳实验的进行,基体与界面上会形成累积塑性应变损伤,最终导致疲劳裂纹的萌生。实验过程中发现机械热疲劳裂纹都萌生于夏氏V型缺口根部,在相同循环次数下,随着上限温度的升高,裂纹长度会更长,裂纹扩展速率会更快;在相同温度条件下,未热处理的试样相比于热处理后试样更早出现裂纹,裂纹扩展速率会更快。(4)疲劳裂纹在SiC颗粒和Al基体中的扩展不同,疲劳裂纹在7090Al基体中的扩展形式主要表现为非连续性扩展,即裂纹扩展到Al基体受阻,在热应力的作用下,以“搭桥”的方式穿越Al基体;由于SiC颗粒的断裂强度大于SiC与铝基体间的界面结合强度,故热疲劳微裂纹主要以界面剥离的形式通过SiC区域。(5)实验验证得出,材料疲劳裂纹扩展在paris区间内经历时间最长,扩展速率较为缓慢,在进入稳态撕裂的裂纹扩展区后,裂纹扩展速率几乎呈指数增长,直至试样断裂。在热应力与热应变集中的影响下,夏氏V型缺口根部的损伤最为严重,试样的疲劳寿命预测最低为558.1万次。

贺毅强,周海生,李俊杰,冯立超[2](2016)在《喷射共沉积颗粒增强金属基复合材料的研究现状与进展》文中研究表明作为一种综合了铸造与粉末冶金优点制备近成形颗粒增强金属基复合材料的方法,喷射共沉积技术及其应用受到了广泛的关注。本文综述了喷射沉积颗粒增强金属基复合材料的发展现状;介绍了喷射共沉积技术的原理;讨论了喷射共沉积过程中金属液体对增强相的捕获机理和凝固前沿对颗粒的捕获问题;介绍了喷射沉积颗粒增强金属基复合材料的装置及工艺参数的控制;着重介绍了喷射沉积材料的组织性能及致密化工艺,提出通过旋球同步预致密后再分别进行往复镦-挤和等径角挤压实现沉积坯的大塑性变形达到完全致密与冶金结合;指出了喷射沉积金属基复合材料将向组织均匀化、韧性化、完全致密化方向发展。

刘春铮[3](2015)在《SiCp/Al-20Si-3Cu梯度复合材料活塞成型及热处理工艺研究》文中研究说明Al-Si系铝合金具备良好的耐热、耐磨性能,是汽车发动机轻量化活塞的理想材料。由于冷却速度高的特性,喷射沉积技术制备的材料具有晶粒细小、增强颗粒分布可控等特点,成为拓展Al-Si合金及其复合材料在汽车耐磨件特别是活塞部件应用的重要方法。由于受喷射沉积工艺的限制,难以制备出如活塞形状的异型件,据此,本文提出了采用所制喷射沉积梯度复合材料,通过适合的模具和锻压工艺,开发出梯度分布的铝合金复合材料活塞,以实现活塞整体高强韧局部高耐磨的优异特性。本论文根据企业项目对活塞零件要求,对活塞进行成型性工艺分析,设计了活塞锻件图,并结合铝合金活塞锻造技术以及坯料的SiC颗粒增强梯度复合这一特点,设计了能满足活塞成型要求的预锻及终锻模具。制定了适合活塞成型的锻压工艺流程为:沉积制坯-坯料及模具加热-预锻致密化-终锻成型-取坯,经锻压验证,得到了外观优质的活塞锻件。开展了对梯度复合材料活塞的锻压工艺研究,基于预锻致密化-终锻成型组合的活塞成型工艺,研究出适合SiCp/Al-20Si-3Cu梯度复合材料的锻压工艺参数。结果表明:SiCp/Al-20Si-3Cu梯度复合材料的优化锻压工艺参数为变形速率0.05s-1、始锻温度465℃、坯料保温时间2h,活塞环槽区抗拉强度可达354MPa,伸长率为6.4%,其环槽区致密度可达98.7%,得到性能良好的活塞,同时探讨了锻压工艺参数对活塞锻件组织的影响机理。研究了所制备的梯度复合材料活塞锻件中SiC颗粒的分布规律。结果表明:经锻压后,活塞锻件中SiC颗粒呈梯度分布,活塞壁部内、外表面SiC颗粒的质量分数沿裙部末端至环槽区方向均依次增加,其中,环槽区SiC含量达13.6%;另外,相同部位活塞内、外表面SiC含量也表现出差异,外表面中SiC含量均高于内表面,且分布规律受到锻压变形量的影响。对活塞锻件进行了热处理工艺优化,在固溶480℃×1.75h,时效175℃×8h工艺下,活塞锻件环槽区抗拉强度可达382MPa,伸长率为6.0%;其耐磨性能也较未热处理的活塞高出近一倍。

黎常浩[4](2012)在《SiCp/Al-20Si复合材料及其基体合金疲劳性能的研究》文中指出采用喷射沉积法制备15%(体积分数)4.5μmSiCp/Al-20Si复合材料及其基体合金,研究该组材料的常温力学性能、高周疲劳性能以及疲劳裂纹扩展行为,并对试样进行疲劳断口形貌分析。结果表明:SiC颗粒的加入有利于提高材料的力学性能,起到改善复合材料的微观组织,细化晶粒,抑制Si相的长大的作用。SiCp/Al-20Si复合材料及其基体合金的高周疲劳寿命随应力幅值的减小而增加,在相同应力幅值下,复合材料的疲劳寿命远远高于基体合金。对基体合金而言,疲劳裂纹从大颗粒Si相的断裂处以及Si相脱离处形核,并开始扩展。对于复合材料而言,SiC颗粒尺寸较小,不容易发生断裂,在形核过程中,当裂纹遇到SiC颗粒时,裂纹或者避开增强体,或者受阻于SiC颗粒,只能在基体合金中扩展,从而扩大了疲劳形核区的面积,提高了材料的疲劳寿命。Si颗粒的脱离,Si相的断裂以及SiC颗粒与基体界面的脱粘是复合材料疲劳断裂失效的主要机制。SiCp/Al-20Si复合材料及其基体合金的门槛值Δ Kth分别为4.13和3.95MPa·m1/2,相同的ΔK水平下,复合材料疲劳裂纹扩展抗力始终高于基体合金,直至材料断裂;当疲劳裂纹遇到Si颗粒与SiC颗粒会发生强烈的交互作用。在门槛值附近时,疲劳裂纹绕过Si颗粒会发生偏转和弯曲是其主要扩展机制,这种偏转会使裂纹面变得粗糙,诱发裂纹闭合,提高基体材料的裂纹扩展抗力提高。随ΔK的增加,裂纹沿Si颗粒与Al基体界面扩展的倾向性增大,且Si颗粒会发生频繁断裂。SiC颗粒对裂纹偏折以及SiC微裂纹萌生均会使主裂纹扩展路径曲折前进,增加扩展过程中的表面能,提高裂纹扩展抗力,特别是SiC颗粒的自身微裂纹萌生会引发裂纹闭合效应导致复合材料的闭合效应高于基体,有效降低裂纹扩展速率。

王祝堂[5](2012)在《汽车铝基复合材料的制备与性能》文中认为铝基复合材料具有优异的性能。介绍了铝基复合材料的发展过程、种类及其性能。综述了颗粒、晶须增强材料的制备方法。列举了常用颗粒增强体及晶须增强体的部分特性,指出了铝基复合材料应用潜力及妨碍铝基复合材料广泛应用的主要障碍。

孙有平[6](2009)在《塑性变形对喷射沉积7090Al/SiCp复合材料SiC分布及组织性能影响》文中进行了进一步梳理SiC颗粒增强铝基复合材料具有比强度和比模量高、耐磨性好等优点,但是其伸长率明显低于基体合金且SiC颗粒在基体合金中的分布均匀性不够理想。对其进行塑性变形,不仅可以提高复合材料的致密度,还可以改善SiC颗粒分布的均匀性,进而提高复合材料的强度,改善其塑性和韧性。以上相关报道较多,但对不同应力应变状态下SiC颗粒的运动及分布规律的研究工作尚无系统报道。本文采用实验室自有的坩埚移动式喷射沉积专利技术和粉末冶金技术制备了7090Al/SiCp(SiCp体积分数为15%)铝基复合材料锭坯,分别采取热挤压(三向应力)、等径角挤压(纯剪切应力)和楔形压制技术(单向压应力)对复合材料进行了塑性变形,研究了喷射沉积锭坯在塑性变形过程中的致密化行为、SiC颗粒的破碎、运动及再分布规律,得到了如下结论:(1)喷射沉积制坯过程中,SiC颗粒主要粘附于合金液滴的表面,造成SiC颗粒在合金液滴表面较多,内部较少,使SiC颗粒呈现层状分布特征。在挤压变形的三向应力作用下,这种层状分布特征难以消除,SiC颗粒在挤压棒材中呈条带状流线分布,横截面上则呈“年轮”分布特征。增大挤压比时,挤压棒材中SiC颗粒的分布趋于均匀。(2)采用P/M法制备了SiC颗粒均匀分布的7090Al/SiCp复合材料坯件,并进行热挤压实验,研究了SiC颗粒在热挤压变形过程中的分布特点,并与喷射沉积坯挤压结果进行了对比。实验结果表明:原始锭坯中的SiC颗粒分布越均匀,挤压棒材中SiC颗粒的分布也越均匀。在挤压过程中,SiC颗粒在基体合金中沿挤压方向呈定向分布特征,这是由热挤压变形时的应力特征决定的,但是没有形成SiC颗粒分布不均匀的条带组织;在挤压棒材的横截面上SiC颗粒分布的比较均匀,未出现年轮组织。挤压比为11时,挤压棒材中存在一定量合金粉末颗粒的结合界面,说明此时的挤压比不足以使合金粉末颗粒实现完全的冶金结合。提高挤压比至17以上时,合金颗粒结合界面逐渐消除,实现了冶金结合。(3)挤压态7090Al/SiCp复合材料的基体合金中存在大量短棒状的MgZn2相及圆形的CuA12相颗粒,MgZn2粒子长约200nm,直径约60nm,分布在晶粒内部;CuAl2(4)研究了7090Al/SiC相为球形粒子,尺寸不一,大的颗粒直径大约为420nm,小颗粒直径在40~60nm之间,主要分布在晶界上或近晶界区域。p挤压棒材的固溶及时效制度,确定了最佳固溶温度为475℃,固溶时间为1h。经过固溶处理后,第二相颗粒MgZn2及CuAl2粒子溶入到了基体合金中,复合材料棒材的力学性能为:σb=610MPa,δ=2.0%;再经过120℃/24h时效处理后,复合材料棒材的力学性能为:σb=765MPa,δ=1.5%。(5)研究了等径角挤压(ECAP)工艺对喷射沉积7090Al/SiCp复合材料棒材组织和性能的影响,结果表明:ECAP温度对变形行为的影响明显;SiC颗粒在等径角挤压时的剪切力作用下会被破碎,破碎的SiC颗粒之间产生的空洞在300℃下很难被基体合金填充;将挤压温度提高到350℃以上时,破碎的SiC颗粒之间的空隙逐渐被基体填充、粘合,并可在一定范围内随基体合金流动,分布均匀性明显提高。在本研究中最佳的ECAP温度为400℃。(6)以加工路径A、Bc、C,在400℃下对7090Al/SiCp复合材料进行了多道次等径角挤压。结果表明,按路径Bc进行挤压时的力学性能优异,经过4个道次的变形后,晶粒为等轴晶,晶粒尺寸为400nm;峰值时效处理后,棒材的抗拉强度及屈服强度分别为770MPa及575MPa,弹性模量为106.6GPa,伸长率为7.4%;SiC颗粒尺寸被显着细化,由初始状态时的10μm左右破碎至2μm左右。(7)基于对坯件进行多道次小变形累积实现大变形的思想,研究了大尺寸喷射沉积7090Al/SiCp复合材料锭坯(510mm×337mm×200mm)在楔形压制变形过程中SiC颗粒分布规律及孔洞变形行为。结果表明,在楔压过程中,坯料发生局部塑性变形,使喷射沉积坯中的孔隙发生剪切变形、闭合,最终实现坯件的致密化;SiC颗粒在压制力的作用下发生了转动,使SiC颗粒由沉积坯内的紊乱分布变为长轴垂直于压制方向的有序分布,但破碎效果不明显。

蔡建国,陈刚[7](2007)在《双环缝喷射共沉积SiC颗粒的捕获与分布研究》文中研究说明采用坩埚移动式喷射共沉积装置及其双环缝复合雾化器制备了SiC颗粒增强铝基复合材料坯件,研究了过程中增强颗粒的捕获机制及特点.实验结果表明,双环缝复合雾化器所引入的SiC颗粒捕获率较高,分布均匀;增强颗粒主要在雾化初时阶段被雾化液滴所捕获,而沉积坯表面因基本呈固相且温度较低,对SiC颗粒的直接捕获效果不明显;沉积坯快冷凝固界面前沿捕获对SiC颗粒的分布影响不大,SiC颗粒在沉积坯中的最终分布主要取决于由雾化液滴对增强颗粒的捕获,特别决定于SiC颗粒在单个雾化颗粒内部及空间雾化颗粒群中的分布.

张中升[8](2007)在《热处理工艺对7090/SiCp复合材料组织和性能的影响》文中研究指明采用坩埚移动式喷射共沉积技术制备了SiC颗粒增强7090/SiCp复合材料,研究了经热挤压和固溶时效处理后复合材料的组织和性能,主要研究结果如下:(1)采用喷射共沉积技术制备的高Zn(>9wt%)含量的7090/SiCp复合材料,获得了晶粒细小、组织均匀、偏析度小、致密度高的组织结构。(2)研究了沉积态和挤压态复合材料的显微组织特征,结果表明,在挤压态复合材料内存在着大量的第二相颗粒,主要为CuAl2或Al2CuMg相以及少量的含Fe的金属间化合物、单质Si相,这些颗粒相是复合材料过饱和析出的结果。(3) DSC热分析结果表明,挤压态复合材料在476.4℃以上固溶处理时,能够形成过饱和固溶体,这为制定挤压复合材料的固溶处理制度提供了理论依据。(4)比较了7090/SiCp复合材料经单、双级固溶处理后的显微组织及力学性能。研究表明,7090/SiCp复合材料采用450℃/3h+ 500℃/3h +120℃/18h热处理后可达到峰时效,其力学性能有大幅度的提高。抗拉强度都在750MPa以上,伸长率在2%左右。(5) TEM观察及分析结果表明,7090/SiCp复合材料经单级时效处理后的组织为G.P.区和η′相,强化效果最佳。经双级时效处理时,由于温度升高,使析出相粗化并析出了η相,强度明显下降。

李小平[9](2007)在《Al63Cu25Fe12准晶与镁、铝及其合金复合过程的研究》文中研究表明本论文在国家自然科学基金项目“铝铜铁准晶颗粒增强镁基复合材料”(项目编号:50071030)的资助下,开展了对Al63Cu25Fe12准晶材料的制备和应用的探索性研究。采用铸造和雾化的方法制备Al63Cu25Fe12粉末,探索热处理条件对粉末相变化的影响,制备出单一准晶相组成的Al63Cu25Fe12准晶粉末;研究Al63Cu25Fe12准晶颗粒与熔融镁合金和铝合金的界面反应机制以及反应生成物、准晶颗粒尺寸大小和体积份数对Al63Cu25Fe12准晶与镁、铝及其合金的复合过程和材料的组织和性能的影响。为Al63Cu25Fe12准晶颗粒镁基/铝基复合材料的理论研究和实际应用打下基础。采用铸造后球磨和惰性气体雾化两种方法制备了Al63Cu25Fe12准晶材料,通过热处理成功地制备了几乎单一准晶相组成的Al63Cu25Fe12准晶粉末。研究了块状Al63Cu25Fe12准晶材料与熔融镁合金/铝合金的界面反应机制。采用不同的复合材料制备方法探索制备准晶颗粒镁基和铝基及其合金的复合材料的有效途径、过程中的组织和相的变化等。分析了各种制备方法下准晶对复合材料组织和性能的影响。本文的主要内容如下:试验表明,真空环境下在中频中冶炼和浇铸的Al63Cu25Fe12准晶材料凝固得到的铸态组织为多相结构,主要由Icosahedral +λ-Al13Fe4+β-AlFe(Cu) +τ-AlCu(Fe)组成,而且将会按照λ相、β相、准晶I相和τ相的次序顺次析出。冷却速度对铸态组织相的组织和形态有着重要的影响,直接影响到凝固组织中准晶相以及先析出λ相的形态和最终在材料中的含量。雾化法制得的粉末中相的组成远比铸态组织要简单,准晶含量比铸态粉末高,粉末中除了准晶I相外,还存在β或τ相以及少量的λ、ω-Al7Cu2Fe。而且不同的粒度的Al63Cu25Fe12雾化粉末中相的相对含量也不同。随着粉末粒度的细化,雾化粉末中准晶的相对含量增加。热处理后,β(τ)迅速降低,准晶I相增加。热处理温度是影响Al63Cu25Fe12雾化粉末中准晶含量的主要因素,-200目的粉末在850℃下保温12小时可以得到几乎单一的准晶相组成。在采用搅拌铸造的方法将Al63Cu25Fe12准晶和AZ80、AZ91复合时, Al63Cu25Fe12准晶颗粒将与熔融的基体金属Mg之间发生严重的反应,准晶相逐渐失稳,释放出游离态的Cu,随后扩散至基体中,同时,基体元素Mg向颗粒中扩散,占据Cu所留下的位置。在随后的冷却凝固过程中,扩散至基体中的Cu部分固融于基体中,部分与基体金属中的Al发生脱熔沉淀反应:αAl + Cu→θ- Al2Cu,呈网状组织分布于复合材料中。如果在液态条件下保持时间较长,在压力的作用下,熔融的基体金属Mg更容易进入到Al63Cu25Fe12准晶

丁宇涛[10](2006)在《金属间化合物强化铝基复合材料的研究》文中进行了进一步梳理随着先进技术在汽摩制造业的广泛应用,汽车和摩托车发动机对活塞材料的中高温性能提出了更高的要求。铝基复合材料具备高比强度、高模量、高导热导电性、膨胀系数小、耐磨性好、高温强度高、表面稳定性好等优异性能,能够较好满足高性能发动机对活塞新材料的需求。而陶瓷强化铝基复合材料中的强化相为复合材料的制备、成形和机加工、成本控制及回收再生带来了一系列的问题,使其难以推广应用。因此,寻求一种面向汽车和摩托车发动机活塞、能克服陶瓷强化缺陷的金属间化合物颗粒强化铝基复合材料,具有显着的工程应用潜力。以新近获得专利保护的工艺路线为手段,本课题以金属间化合物形貌演变与控制为主要对象,通过气体雾化亚快速凝固、雾化粉末预压成形和粉末预成形块半固态挤压铸造三个工艺步骤制备出新型Al3Ni强化铝基复合材料,研究工艺过程中金属间化合物形貌演变规律。为此,本文对获得的材料进行了以下研究:气体雾化亚快速凝固工艺阶段凝固速率对Al-Ni合金显微组织的影响;粉末预成形工艺阶段气体雾化Al-Ni合金粉末的压制特性以及该工艺对合金粉末显微组织的影响;粉末预成形块半固态挤压铸造工艺对合金显微组织的影响,以及粉末的凝固速率对铸态复合材料硬度及弯曲性能的影响,并对观察到的实验结果进行了理论分析。组织观察表明,采用上述工艺可以明显细化Al-Ni合金的晶粒,使合金的Al3Ni相由常规凝固方式下的粗大板条状转变成细小均匀的树枝晶状;在粉末预成形过程中Al3Ni树枝晶被破碎,在随后的半固态挤压铸造中成为尺寸高度均匀的粒状Al3Ni相。性能检测表明:亚快速凝固制粉的凝固速率能细化铸态复合材料中的Al3Ni相晶粒尺寸,显着提高了铸态材料的硬度和弯曲性能。

二、坩埚移动式喷射共沉积制取铝基复合材料的技术(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、坩埚移动式喷射共沉积制取铝基复合材料的技术(论文提纲范文)

(1)SiCp/7090Al复合材料塑性变形行为与机械热疲劳研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 铝基复合材料的发展
        1.2.1 铝基复合材料在国外的发展
        1.2.2 铝基复合材料在国内的发展
    1.3 铝基复合材料的制备技术
        1.3.1 喷射沉积(SD)法
        1.3.2 半固态铸造法
        1.3.3 粉末冶金法
        1.3.4 搅拌铸造法
    1.4 铝基复合材料的高温塑性变形研究
        1.4.1 流变应力
        1.4.3 高温塑性变形的研究现状
    1.5 机械热疲劳
        1.5.1 影响机械热疲劳寿命的因素
        1.5.2 机械热疲劳裂纹扩展行为
    1.6 研究意义及研究内容
        1.6.1 研究意义
        1.6.2 研究内容
第二章 实验过程及研究方法
    2.1 实验材料
    2.2 轧制实验及方案
    2.3 热处理
        2.3.1 固溶处理
        2.3.2 时效处理
    2.4 机械热疲劳实验
    2.5 性能测试
        2.5.1 硬度测量
        2.5.2 拉伸实验
    2.6 显微组织观察
        2.6.1 金相组织观察
        2.6.2 扫描电镜分析
第三章 SiCp/7090Al复合材料热压缩变形流变应力
    3.1 引言
    3.2 SiCp/7090Al复合材料热压缩变形真应力—真应变曲线
        3.2.1 真应力—真应变曲线分析
        3.2.2 峰值应力与温度的关系
        3.2.3 峰值应力与应变速率的关系
    3.3 SiCp/7090Al复合材料流变应力本构方程
        3.3.1 本构方程的建立
        3.3.2 应变补偿方法
        3.3.3 模拟预测值与实验值曲线对比
    3.4 本章小结
第四章 SiCp/7090Al复合材料热压缩变形热加工图
    4.1 引言
    4.2 热加工图理论基础
        4.2.1 动态本构方程与功率耗散效率
        4.2.2 流变过程的稳定与失稳准则
    4.3 热加工图的绘制
        4.3.1 高温流变应力随变形温度和应变速率的变化情况
        4.3.2 应变对功率耗散效率的影响规律
        4.3.3 热加工图的分析
        4.3.4 显微组织
    4.4 本章小结
第五章 SiCp/7090Al复合材料大应变轧制态板材热疲劳行为研究
    5.1 SiCp/7090Al复合材料大应变轧制实验
        5.1.1 轧制温度对复合材料力学性能的影响
        5.1.2 轧制温度对复合材料显微组织的影响
    5.2 轧制板材的热处理
        5.2.1 固溶处理
        5.2.2 时效处理
    5.3 机械热疲劳试验
        5.3.1 裂纹的萌生
        5.3.2 温度上限对裂纹扩展速率的影响
        5.3.3 热处理对裂纹扩展速率的影响
        5.3.4 裂纹的萌生与扩展机制
        5.3.4.1 热疲劳裂纹的萌生原因
        5.3.4.2 热疲劳裂纹的扩展机制
    5.4 本章小结
第六章 基于ANSYS的 SiCp/7090Al复合材料热疲劳分析
    6.1 引言
    6.2 SiCp/7090Al复合材料中的热应变与热应力
        6.2.1 基本假设
        6.2.2 热疲劳试样有限元模型的建立
        6.2.3 边界条件
        6.2.4 有限元分析结果
    6.3 热疲劳试样的裂纹扩展速率仿真及疲劳寿命预测
        6.3.1 有限元模型的建立
        6.3.2 边界条件
        6.3.3 有限元分析结果
    6.4 本章小结
第七章 结论
参考文献
攻读学位期间发表论文和参加科研情况说明
致谢

(2)喷射共沉积颗粒增强金属基复合材料的研究现状与进展(论文提纲范文)

1 引言
2 喷射共沉积制备金属基复合材料过程的原理
3 喷射共沉积制备工艺参数的控制
    3.1 金属熔体的过热温度
    3.2 雾化气体与金属液流的质量比
    3.3 喷射高度
    3.4 基体的运动速率
    3.5 雾化器的运行速率和行程
    3.6 增强颗粒的输送压力
4 喷射共沉积装置
5 喷射共沉积颗粒增强复合材料的显微组织与力学性能
6 喷射沉积颗粒增强铝基复合材料坯料的致密化
    6.1 楔形压制
    6.2 外框限制轧制
    6.3 陶粒包覆轧制
    6.4 往复镦-挤
    6.5 等径角挤压
    6.6 旋球同步预致密
7 发展趋势

(3)SiCp/Al-20Si-3Cu梯度复合材料活塞成型及热处理工艺研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 喷射沉积梯度复合材料的制备
        1.2.1 传统的梯度复合材料制备
        1.2.2 喷射沉积法制备梯度复合材料
    1.3 喷射沉积铝基复合材料的后续加工成型技术及塑性变形理论
        1.3.1 加工成型技术
        1.3.2 多孔材料塑性变形基本规律
    1.4 铝基复合材料活塞制备的研究现状
        1.4.1 活塞概述
        1.4.2 铝基复合材料活塞制备的研究现状
    1.5 论文的研究意义和内容
        1.5.1 研究意义
        1.5.2 研究内容
第2章 实验材料及研究方法
    2.1 实验材料
    2.2 梯度复合材料锭坯的制备
    2.3 活塞墩挤-锻压模具设计
    2.4 活塞锻压实验
        2.4.1 铝基复合材料活塞锻造工艺
        2.4.2 活塞锻件SiC颗粒分布规律分析
        2.4.3 活塞锻件热处理实验
    2.5 分析与检测
        2.5.1 密度检测
        2.5.2 SiC含量的测定
        2.5.3 金相分析
        2.5.4 硬度检测
        2.5.5 拉伸性能检测
        2.5.6 摩擦性能检测
    2.6 实验流程
第3章 梯度复合材料活塞成型特性分析与模具设计
    3.1 引言
    3.2 活塞零件图及要求
    3.3 活塞成型性分析
    3.4 80型活塞模锻件图的设计
    3.5 开式模锻与闭式模锻成形工艺分析
    3.6 活塞模具材料的选择
    3.7 活塞锻压模具设计
        3.7.1 坯料体积计算
        3.7.2 分模面确定
        3.7.3 终锻模膛的设计
        3.7.4 预、终锻凸模的设计
        3.7.5 锁扣
    3.8 活塞锻压实验装置
    3.9 活塞锻压工艺流程
    3.10 活塞的锻压验证过程
    3.11 本章小结
第4章 铝基梯度复合材料活塞的锻压工艺研究
    4.1 引言
    4.2 锻压坯料的组织及性能特征
    4.3 锻压工艺对铝基梯度复合材料活塞组织的影响
        4.3.1 变形速率
        4.3.2 始锻温度
        4.3.3 坯料保温时间
        4.3.4 致密度
    4.4 锻压工艺对铝基梯度复合材料活塞性能的影响
        4.4.1 硬度
        4.4.2 拉伸性能
    4.5 活塞锻件中SiC颗粒分布规律
        4.5.1 金属塑性流动的规律
        4.5.2 SiC颗粒的分布规律
        4.5.3 变形量对SiC分布的影响
    4.6 活塞锻件热处理工艺优化
        4.6.1 固溶
        4.6.2 时效
    4.7 热处理对活塞锻件性能的影响
        4.7.1 拉伸性能
        4.7.2 摩擦性能
    4.8 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A(攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录)

(4)SiCp/Al-20Si复合材料及其基体合金疲劳性能的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 前言
    1.1 铝基复合材料的发展状况
    1.2 颗粒增强铝基复合材料的特点
        1.2.1 颗粒增强铝基复合材料的组成
        1.2.2 颗粒增强铝基复合材料的制造方法
        1.2.3 颗粒增强铝基复合材料的界面
    1.3 颗粒增强铝基复合材料的常温性能
        1.3.1 颗粒增强铝基复合材料的力学性能
        1.3.2 颗粒增强铝基复合材料耐磨性
        1.3.3 强化机制
        1.3.4 断裂机制
    1.4 颗粒增强铝基复合材料的疲劳性能
    1.5 颗粒增强铝基复合材料的疲劳裂纹扩展行为
    1.6 本文研究的背景、意义与目的
        1.6.1 本文的研究背景
        1.6.2 本文的研究意义与目的
第2章 实验材料与实验内容
    2.0 实验流程
    2.1 实验设备
    2.2 实验材料
        2.2.1 基体合金
        2.2.2 复合材料
    2.3 实验内容
        2.3.1 SiC_p/Al-20Si 复合材料及其基体合金沉积坯的制备
        2.3.2 SiC_p/Al-20Si 复合材料及其基体合金热挤压及热处理工艺
        2.3.3 微观组织与力学性能测试
        2.3.4 高周疲劳行为实验
        2.3.5 疲劳裂纹扩展行为测试
第3章 喷射沉积 SiC_p/Al-20Si 复合材料及其合金的常温力学性能和高周疲劳行为
    3.1 喷射沉积 SiC_p/Al-20Si 复合材料及其合金的常温力学性能
        3.1.1 拉伸性能
        3.1.2 显微组织结构
    3.2 喷射沉积 SiC_p/Al-20Si 复合材料及其合金的高周疲劳行为
        3.2.1 试验方法及实验参数
        3.2.2 疲劳试样的制备
        3.2.3 喷射沉积 SiC_p/Al-20Si 复合材料及其基体合金的高周疲劳寿命曲线
        3.2.4 疲劳断口微观组织分析
    3.3 本章小结
第4章 喷射沉积 SiC_p/Al-20Si 复合材料及其合金的疲劳裂纹扩展行为
    4.1 引言
    4.2 试样的制备与测试
        4.2.1 材料与试样
        4.2.2 疲劳裂纹扩展测试方法
    4.3 喷射沉积 SiC_p/Al-20Si 复合材料及其基体合金的 da/dN-ΔK 曲线
    4.4 疲劳裂纹扩展路径
        4.4.1 近门槛区
        4.4.2 稳定扩展区
        4.4.3 快速扩展区
    4.5 分析与讨论
    4.6 本章小结
结论
研究展望
参考文献
致谢
附录 A (攻读学位期间发表的论文目录)

(5)汽车铝基复合材料的制备与性能(论文提纲范文)

1 复合材料的发展[1]
    1.1 复合材料的性能
        1.1.1 比强度与比弹性模量高
        1.1.2 疲劳强度高
        1.1.3 耐磨性能高
        1.1.4 高温性能好
        1.1.5 工艺性能与可设计性好
        1.1.6 其他性能
    1.2 复合材料的分类
    1.3 铝基复合材料[2]
    1.4 汽车用铝基复合材料
    1.5 汽车复合板材
        1.5.1 Al-Sb-Mg合金
        1.5.2 Al-Sn-Cu合金
        1.5.3 整体铸锭轧制复合板
2 颗粒、晶须增强铝基复合材料制造
    2.1 复合前的准备工作
    2.2 制造方法
        2.2.1 浸渗铸造法
        2.2.2 粉末冶金法
        2.2.3 喷射法
        2.2.4 反应合成法
3 发动机选用的复合材料举例
4 结束语

(6)塑性变形对喷射沉积7090Al/SiCp复合材料SiC分布及组织性能影响(论文提纲范文)

摘要
Abstract
插图索引
附表索引
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 7xxx系高强度铝合金及其复合材料研究进展
        1.2.1 7xxx系高强铝合金研究进展
        1.2.2 7xxxAl/SiC_p复合材料研究进展
    1.3 高强铝合金基复合材料制备技术
        1.3.1 粉末冶金法
        1.3.2 铸造法
        1.3.3 熔体浸渗法
        1.3.4 喷射沉积技术
    1.4 铝基复合材料致密化技术
        1.4.1 冷等静压
        1.4.2 热等静压
        1.4.3 准热等静压
        1.4.4 楔形压制技术
    1.5 铝基复合材料塑性变形技术研究进展
        1.5.1 热挤压
        1.5.2 等径角挤压
        1.5.3 累积叠轧工艺
    1.6 SiC增强颗粒对复合材料组织性能的影响
    1.7 多孔材料塑性变形数值模拟的研究进展
    1.8 本论文的选题背景和研究内容
        1.8.1 选题背景
        1.8.2 研究内容
第2章 实验方案
    2.1 喷射沉积7090Al/SiC_p复合材料制备
        2.1.1 基体合金的成分配制及熔炼
        2.1.2 增强颗粒的选择
        2.1.3 7090Al/SiC_p复合材料制备过程
    2.2 热挤压变形
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 热挤压工艺流程
    2.3 等径角挤压变形
        2.3.1 实验设备
        2.3.2 等径角挤压工艺
        2.3.3 热处理
    2.4 楔形压制
    2.5 热处理制度研究
    2.6 微观组织分析
        2.6.1 金相组织
        2.6.2 透射电镜组织
        2.6.3 DSC测试
        2.6.4 拉伸断口
    2.7 力学性能测试
第3章 热挤压变形对7090Al/SiC_p中SiC颗粒分布及运动的影响
    3.1 引言
    3.2 热挤压有限元模拟
        3.2.1 热压缩变形流变应力方程
        3.2.2 有限元模型
        3.2.3 应力、应变及温度分布
        3.2.4 等效速度及致密化
        3.2.5 挤压温度对致密化的影响
    3.3 热挤压变形对SiC颗粒分布特征的影响
        3.3.1 喷射沉积复合材料中SiC的分布
        3.3.2 粉末冶金复合材料中SiC的分布
        3.3.3 压余部分SiC分布特征
    3.4 热挤压变形过程中SiC颗粒的运动特征
    3.5 热挤压棒材力学性能及断裂方式研究
    3.6 热处理对复合材料显微组织及力学性能的影响
        3.6.1 挤压棒材组织与力学性能
        3.6.2 固溶处理的影响
        3.6.3 时效处理的影响
    3.7 本章小结
第4章 等径角挤压对7090Al/SiC_p中SiC分布及组织性能的影响
    4.1 引言
    4.2 复合材料初始状态对等径角挤压变形行为的影响
    4.3 变形路径的影响
    4.4 变形温度的影响
    4.5 变形道次的影响
        4.5.1 显微组织
        4.5.2 等径角挤压过程中SiC颗粒运动及分布特征
        4.5.3 力学性能
        4.5.4 断裂方式
    4.6 热处理对等径角挤压复合材料组织性能的影响
    4.7 本章小结
第5章 楔形压制对7090Al/SiC_p楔压致密化行为及SiC分布的影响
    5.1 引言
    5.2 楔形压制原理
    5.3 楔形压制变形有限元模拟
    5.4 楔形压制变形过程中复合材料显微组织演变
        5.4.1 喷射沉积坯组织
        5.4.2 楔压过程中孔洞的变化
        5.4.3 楔形压制过程中SiC颗粒的分布特征
        5.4.4 致密度
        5.4.5 楔压工艺对复合材料力学性能的影响
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读博士学位期间所发表的论文目录

(7)双环缝喷射共沉积SiC颗粒的捕获与分布研究(论文提纲范文)

1 实验过程
2 实验结果及讨论
    2.1 雾化液滴对SiC增强颗粒的捕获
        2.1.1 雾化破碎初始阶段的捕获过程
        2.1.2 雾化锥中液滴飞行阶段的SiC增强颗粒捕获
        2.1.3 沉积坯表面反弹SiC增强颗粒的捕获
    2.2 沉积坯表面的SiC增强颗粒捕获分析
    2.3 凝固过程中SiC增强颗粒的捕获问题
3 结 论

(8)热处理工艺对7090/SiCp复合材料组织和性能的影响(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 铝基复合材料发展概况
    1.2 颗粒增强铝基复合材料的发展与研究现状
    1.3 SiC 颗粒增强铝基复合材料的制备工艺与方法
    1.4 喷射沉积复合材料的特征
    1.5 热处理对复合材料的影响
    1.6 论文的研究目的,意义和主要内容
第2章 实验方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验方案
    2.3 检测与分析设备
第3章 喷射成形超高强7090/SICP 复合材料固溶制度的研究
    3.1 实验方法
    3.2 实验结果与讨论
    3.3 本章小结
第4章 热处理对7090/ SICP 复合材料组织和性能的影响
    4.1 实验材料及实验方法
    4.2 实验结果与讨论
    4.3 本章小结
结论
参考文献
附录 A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录
致谢

(9)Al63Cu25Fe12准晶与镁、铝及其合金复合过程的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 准晶材料的研究与发展
        1.2.1 准晶的发现
        1.2.2 准晶的结构
        1.2.3 准晶合金系与分类
    1.3 Al-Cu-Fe系准晶材料的研究
        1.3.1 AlCuFe系准晶材料中的相和成分
        1.3.2 AlCuFe系准晶的制备
        1.3.3 AlCuFe系准晶的性能
        1.3.3.1 力学性能指标
        1.3.3.2 表面性能
    1.4 准晶材料在表面改性材料中的应用
        1.4.1 炊具表面材料
        1.4.2 隔热材料
        1.4.3 太阳能工业薄膜材料
    1.5 非连续增强金属基复合材料合成技术及特点
        1.5.1 液态铸造成形技术
        1.5.1.1 搅拌铸造方法(stirring casting)
        1.5.1.2 压力铸造、挤压铸造及气压铸造成形技术
        1.5.2 固相工艺—粉末冶金(Powder Metallurgy)法
        1.5.2.1 传统粉末冶金PM法制备MMC
        1.5.2.2 机械合金化法
        1.5.3 喷射共沉积法(Spray atomization and Co-Deposition)
    1.6 准晶复合材料的研究和应用现状
        1.6.1 AlCuFe准晶铝基复合材料
        1.6.2 AlCuFe准晶镁基复合材料
    1.7 本论文的研究内容
    参考文献
第二章 Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶的制备
    2.1 块状铸态准晶材料的制备和相分析
        2.1.1 化学成分
        2.1.2 铸态Al_(63)Cu_(25)Fe_(12) 准晶材料的制备
        2.1.3 铸态Al_(63)Cu_(25)Fe_(12) 准晶材料的组织
        2.1.4 冷却速度对组织形态的影响
    2.2 铸态球磨和雾化法制备准晶材料粉末
        2.2.1 铸态球磨法
        2.2.2 惰性气体雾化法
    2.3 粉末粒度及相的组成
        2.3.1 铸态球磨粉末和雾化粉末粒度形貌及相组成的差异
        2.3.2 雾化粉末粒度对粉末对准晶含量的影响
    2.4 粉末的热处理
        2.4.1 铸态球磨粉末的热处理过程及相变
        2.4.1.1 铸态球磨粉末的热处理
        2.4.1.2 热处理过程对相组成的影响
        2.4.2 热处理对雾化粉末相变的影响
        2.4.2.1 雾化粉末的热处理过程
        2.4.2.2 热处理过程对雾化粉末形貌的影响
        2.4.2.3 热处理工艺对雾化粉末的相组成的影响
    2.5 小结
    参考文献
第三章 Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶材料与Mg及其合金的复合过程研究
    3.1 块状准晶与镁之间的反应
        3.1.1 块状Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶材料/Mg的制备
        3.1.2 Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶材料/Mg的界面反应
    3.2 雾化准晶颗粒与AZ80、AZ91 的复合行为研究
        3.2.1 搅拌铸造复合工艺过程
        3.2.2 复合过程中Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)颗粒的浸蚀反应和相变
        3.2.3 Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)颗粒对复合材料组织和性能的影响
        3.2.4 挤压和热处理对复合材料组织的影响
        3.2.5 准晶体积分数对复合材料力学性能的影响
    3.3 粉末热压法制备(Al_(63)Cu_(25)Fe_(12))p/Mg复合材料的研究
        3.3.1 复合材料的制备工艺过程
        3.3.1.1 原材料的准备
        3.3.1.2 复合材料的制备
        3.3.1.3 复合材料的挤压
        3.3.2 复合材料的组织和相分析
        3.3.2.1 准晶颗粒对复合材料组织的影响
        3.3.2.2 复合材料中准晶I相结构分析
        3.3.2.3 复合材料中准晶/基体界面分析
        3.3.3 复合材料的力学性能和断口形貌分析
        3.3.3.1 准晶体积分数对复合材料力学性能的影响
        3.3.3.2 复合材料断口形貌分析
        3.3.4 复合材料的热膨胀特性
    3.4 小结
    参考文献
第四章 Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶材料与Al及其合金的复合过程研究
    4.1 Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶与纯Al的界面反应
        4.1.1 块状Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)/Al复合体的制备
        4.1.2 块状Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)/Al的界面
        4.1.3 Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶材料与Al的界面反应
    4.2 喷射成形Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶/A356 复合中的反应
        4.2.1 喷射成形准晶颗粒/A356 复合材料的制备
        4.2.2 复合材料的制备过程中的反应行为
        4.2.2.1 复合材料组织
        4.2.2.2 复合材料力学性能
    4.3 粉末热压法制备Al_(63)Cu_(25)Fe_(12)准晶颗粒/7075 复合材料
        4.3.1 复合材料的制备
        4.3.2 复合材料的挤压
        4.3.3 准晶颗粒对复合材料的组织和性能的影响
        4.3.3.1 7075 及复合材料中的相
        4.3.3.2 复合材料中准晶I相结构分析
        4.3.3.3 7075 及复合材料中的热处理特征及力学性能
    4.4 (Al_(63)Cu_(25)Fe_(12))p/7075 复合材料回收再利用试验
    4.5 小结
    参考文献
第五章 结论
攻读博士学位期间发表的学术论文
申请的专利
致谢

(10)金属间化合物强化铝基复合材料的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 国外铝基复合材料的应用研究现状
    1.3 国内铝基复合材料的应用研究现状
    1.4 铝基复合材料的主要制备工艺
    1.5 本研究的对象和意义
    1.6 本课题研究的内容
2 AL-NI 合金粉末的制备及组织形貌观察
    2.1 合金体系的确定
    2.2 气体雾化制备AL-NI 合金粉末工艺
    2.3 影响雾化粉末性能的因素
    2.4 制备AL-NI 合金粉末前的准备工作
    2.5 气体雾化制备AL-NI 合金粉末实验
    2.6 气体雾化AL-NI 合金粉末的组织形貌观察
3 雾化AL-NI 合金粉末预压成形
    3.1 粉体成形技术介绍
    3.2 压制曲线的确定
    3.3 粉末预压成形实验
    3.4 粉末预压成形过程理论分析
    3.5 粉末预成形块显微组织观察
4 AL-NI 合金粉末预成形块的半固态挤压铸造成形
    4.1 半固态金属成形技术介绍
    4.2 AL-NI 合金粉末预成形块的半固态挤压铸造成形实验
    4.3 半固态AL-NI 合金的力学行为分析
5 AL_3NI 强化铝基复合材料的组织与性能
    5.1 AL_3NI 强化铝基复合材料的显微组织观察与分析
    5.2 铝基复合材料的性能测试与分析
6 结论及展望
    6.1 结论
    6.2 总结与展望
致谢
参考文献
独创性声明
学位论文版权使用授权书

四、坩埚移动式喷射共沉积制取铝基复合材料的技术(论文参考文献)

  • [1]SiCp/7090Al复合材料塑性变形行为与机械热疲劳研究[D]. 付静. 广西科技大学, 2017(03)
  • [2]喷射共沉积颗粒增强金属基复合材料的研究现状与进展[J]. 贺毅强,周海生,李俊杰,冯立超. 材料科学与工程学报, 2016(02)
  • [3]SiCp/Al-20Si-3Cu梯度复合材料活塞成型及热处理工艺研究[D]. 刘春铮. 湖南大学, 2015(03)
  • [4]SiCp/Al-20Si复合材料及其基体合金疲劳性能的研究[D]. 黎常浩. 湖南大学, 2012(02)
  • [5]汽车铝基复合材料的制备与性能[J]. 王祝堂. 轻合金加工技术, 2012(01)
  • [6]塑性变形对喷射沉积7090Al/SiCp复合材料SiC分布及组织性能影响[D]. 孙有平. 湖南大学, 2009(01)
  • [7]双环缝喷射共沉积SiC颗粒的捕获与分布研究[J]. 蔡建国,陈刚. 湖南大学学报(自然科学版), 2007(12)
  • [8]热处理工艺对7090/SiCp复合材料组织和性能的影响[D]. 张中升. 湖南大学, 2007(04)
  • [9]Al63Cu25Fe12准晶与镁、铝及其合金复合过程的研究[D]. 李小平. 上海交通大学, 2007(06)
  • [10]金属间化合物强化铝基复合材料的研究[D]. 丁宇涛. 重庆大学, 2006(01)

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坩埚移动喷涂共沉积法制备铝基复合材料
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