魏帅虎:固相合成Al2O3/AZ31镁基复合材料微观组织与力学性能论文

魏帅虎:固相合成Al2O3/AZ31镁基复合材料微观组织与力学性能论文

本文主要研究内容

作者魏帅虎(2019)在《固相合成Al2O3/AZ31镁基复合材料微观组织与力学性能》一文中研究指出:由于镁合金具有密度低、比刚度和比强度高、加工性能好等优点,在航空航天、汽车、数码家电等领域应用越来越广泛。镁合金属于密排六方结构,室温下的滑移系较少,导致其强度低、硬度小等缺点,在一定程度上限制了镁合金的发展和应用。陶瓷颗粒具有硬度大、弹性模量高等特点,常被用来作为增强相。通过添加陶瓷颗粒制备镁基复合材料,能够有效的提高镁合金的力学性能,扩大镁合金的应用范围。本文选取AZ31变形镁合金作为基体材料,Al2O3陶瓷颗粒作为增强相,利用固相合成法制备出Al2O3/AZ31镁基复合材料。利用电子金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、电子万能拉伸试验机和维氏硬度计,对制备的Al2O3/AZ31复合材料的微观组织、力学性能和断裂机理进行了研究,探究了Al2O3颗粒增强复合材料的强化机理,分析比较了不同尺寸的Al2O3颗粒增强复合材料的强化机制,并研究了多道次挤压后复合材料的组织和性能。尺寸为500nm的Al2O3陶瓷颗粒作为增强相,通过固相合成制备了含0.5%、1%、2%的Al2O3/AZ31镁基复合材料,研究了不同Al2O3颗粒含量对复合材料组织与力学性能的影响。由于纳米Al2O3颗粒对基体晶粒的钉扎效应,复合材料的晶粒尺寸显著减小,且随着颗粒含量的增加,Al2O3/AZ31复合材料的力学性能逐步提高,当Al2O3颗粒含量达到2%时,复合材料的力学性能达到最大值,其抗拉强度、硬度和延伸率分别为302MPa、83HV和8.15%。尺寸为5μm的Al2O3陶瓷颗粒作为增强相,通过固相合成制备了含量分别为1%、2%、3%、4%的Al2O3/AZ31镁基复合材料,研究了不同含量的微米Al2O3颗粒对复合材料组织与力学性能的影响。由于微米尺寸的颗粒存在,在复合材料中出现“项链状”再结晶晶粒,Al2O3陶瓷颗粒有效的阻碍了晶粒的长大,使得复合材料的组织被显著细化,性能得到显著的改善。当Al2O3颗粒含量达到2%时,复合材料的力学性能获得最佳值,其抗拉强度、硬度和延伸率分别为308MPa、85HV和6.83%。与纳米尺寸的Al2O3颗粒相比,微米级Al2O3颗粒对复合材料的强效效果更为明显。通过添加微米级Al2O3颗粒,复合材料的力学性能高于纳米尺寸的。微米尺寸的Al2O3颗粒增强的复合材料的延伸率相比于纳米尺寸的较低,由于微米尺寸的颗粒尺寸较大,与基体合金界面结合不好,容易产生微孔和裂纹,导致其延伸率下降。研究了挤压道次对Al2O3/AZ31镁基复合材料的组织与力学性能的影响。随着挤压道次的增加,Al2O3颗粒在镁基体中的分布有“岛状”到“带状”,然后转为“长条状”并最终呈现出“颗粒状”。采用多道次固相合成后,有效的改善了Al2O3颗粒在基体中的分散均匀性,粗大的晶粒被破碎,并最终有效的细化了复合材料的晶粒。经过多道次的固相合成后,Al2O3/AZ31复合材料的力学性能显著增强。其硬度、抗拉强度和屈服强度达到最大值89HV、305MPa和198MPa。

Abstract

you yu mei ge jin ju you mi du di 、bi gang du he bi jiang du gao 、jia gong xing neng hao deng you dian ,zai hang kong hang tian 、qi che 、shu ma jia dian deng ling yu ying yong yue lai yue an fan 。mei ge jin shu yu mi pai liu fang jie gou ,shi wen xia de hua yi ji jiao shao ,dao zhi ji jiang du di 、ying du xiao deng que dian ,zai yi ding cheng du shang xian zhi le mei ge jin de fa zhan he ying yong 。tao ci ke li ju you ying du da 、dan xing mo liang gao deng te dian ,chang bei yong lai zuo wei zeng jiang xiang 。tong guo tian jia tao ci ke li zhi bei mei ji fu ge cai liao ,neng gou you xiao de di gao mei ge jin de li xue xing neng ,kuo da mei ge jin de ying yong fan wei 。ben wen shua qu AZ31bian xing mei ge jin zuo wei ji ti cai liao ,Al2O3tao ci ke li zuo wei zeng jiang xiang ,li yong gu xiang ge cheng fa zhi bei chu Al2O3/AZ31mei ji fu ge cai liao 。li yong dian zi jin xiang xian wei jing 、sao miao dian jing 、tou she dian jing 、dian zi mo neng la shen shi yan ji he wei shi ying du ji ,dui zhi bei de Al2O3/AZ31fu ge cai liao de wei guan zu zhi 、li xue xing neng he duan lie ji li jin hang le yan jiu ,tan jiu le Al2O3ke li zeng jiang fu ge cai liao de jiang hua ji li ,fen xi bi jiao le bu tong che cun de Al2O3ke li zeng jiang fu ge cai liao de jiang hua ji zhi ,bing yan jiu le duo dao ci ji ya hou fu ge cai liao de zu zhi he xing neng 。che cun wei 500nmde Al2O3tao ci ke li zuo wei zeng jiang xiang ,tong guo gu xiang ge cheng zhi bei le han 0.5%、1%、2%de Al2O3/AZ31mei ji fu ge cai liao ,yan jiu le bu tong Al2O3ke li han liang dui fu ge cai liao zu zhi yu li xue xing neng de ying xiang 。you yu na mi Al2O3ke li dui ji ti jing li de ding za xiao ying ,fu ge cai liao de jing li che cun xian zhe jian xiao ,ju sui zhao ke li han liang de zeng jia ,Al2O3/AZ31fu ge cai liao de li xue xing neng zhu bu di gao ,dang Al2O3ke li han liang da dao 2%shi ,fu ge cai liao de li xue xing neng da dao zui da zhi ,ji kang la jiang du 、ying du he yan shen lv fen bie wei 302MPa、83HVhe 8.15%。che cun wei 5μmde Al2O3tao ci ke li zuo wei zeng jiang xiang ,tong guo gu xiang ge cheng zhi bei le han liang fen bie wei 1%、2%、3%、4%de Al2O3/AZ31mei ji fu ge cai liao ,yan jiu le bu tong han liang de wei mi Al2O3ke li dui fu ge cai liao zu zhi yu li xue xing neng de ying xiang 。you yu wei mi che cun de ke li cun zai ,zai fu ge cai liao zhong chu xian “xiang lian zhuang ”zai jie jing jing li ,Al2O3tao ci ke li you xiao de zu ai le jing li de chang da ,shi de fu ge cai liao de zu zhi bei xian zhe xi hua ,xing neng de dao xian zhe de gai shan 。dang Al2O3ke li han liang da dao 2%shi ,fu ge cai liao de li xue xing neng huo de zui jia zhi ,ji kang la jiang du 、ying du he yan shen lv fen bie wei 308MPa、85HVhe 6.83%。yu na mi che cun de Al2O3ke li xiang bi ,wei mi ji Al2O3ke li dui fu ge cai liao de jiang xiao xiao guo geng wei ming xian 。tong guo tian jia wei mi ji Al2O3ke li ,fu ge cai liao de li xue xing neng gao yu na mi che cun de 。wei mi che cun de Al2O3ke li zeng jiang de fu ge cai liao de yan shen lv xiang bi yu na mi che cun de jiao di ,you yu wei mi che cun de ke li che cun jiao da ,yu ji ti ge jin jie mian jie ge bu hao ,rong yi chan sheng wei kong he lie wen ,dao zhi ji yan shen lv xia jiang 。yan jiu le ji ya dao ci dui Al2O3/AZ31mei ji fu ge cai liao de zu zhi yu li xue xing neng de ying xiang 。sui zhao ji ya dao ci de zeng jia ,Al2O3ke li zai mei ji ti zhong de fen bu you “dao zhuang ”dao “dai zhuang ”,ran hou zhuai wei “chang tiao zhuang ”bing zui zhong cheng xian chu “ke li zhuang ”。cai yong duo dao ci gu xiang ge cheng hou ,you xiao de gai shan le Al2O3ke li zai ji ti zhong de fen san jun yun xing ,cu da de jing li bei po sui ,bing zui zhong you xiao de xi hua le fu ge cai liao de jing li 。jing guo duo dao ci de gu xiang ge cheng hou ,Al2O3/AZ31fu ge cai liao de li xue xing neng xian zhe zeng jiang 。ji ying du 、kang la jiang du he qu fu jiang du da dao zui da zhi 89HV、305MPahe 198MPa。

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    论文作者分别是来自哈尔滨理工大学的魏帅虎,发表于刊物哈尔滨理工大学2019-07-29论文,是一篇关于镁基复合材料论文,固相合成论文,微观组织论文,力学性能论文,强化机理论文,哈尔滨理工大学2019-07-29论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自哈尔滨理工大学2019-07-29论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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