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Al-Pb合金组织性能及高温变形行为研究

作　者: 逄锦程
导　师: 乔英杰；耿林
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 材料学
关键词: Al-Pb合金机械合金化热压缩阻尼性能辐射防护性能
分类号: TF124.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本文采用机械合金化(MA)与真空热压烧结(HP)的方法制备了Al-Pb合金,并进行了热挤压变形处理。采用XRD、SEM、TEM研究Al-Pb合金的微观组织,研究了其热压缩变形行为,对其室温拉伸性能、阻尼性能进行了测试,并计算了其辐射防护性能。通过SEM和XRD对由MA制备的Al-Pb合金进行研究。结果表明,在MA过程中,Al与Pb并不发生反应。随着MA过程中球磨时间的增加,Pb的尺寸不断减小,一段时间后趋于稳定。这是由于在MA过程中,合金在钢球球磨作用下,产生形变、冷焊与破碎三种效应所致。同时,Al-Pb合金晶粒尺寸随球磨时间的增加而不断减小,一段时间后趋于稳定。通过XRD对真空热压烧结与热挤压后的合金试样进行物相分析,发现Al、Pb之间同样没有发生反应。用SEM对Al-Pb合金形貌进行观察,发现由于烧结时Pb原子的扩散使得Pb粒子长大。热挤压能够有效细化Al基体上的Pb粒子,是因为在进行挤压时液相Pb受到周围Al基体的作用产生破碎。本文还测试了Al-Pb合金的室温力学性能。由于合金本身的细晶强化作用,同时,弥散分布的Pb又起到了弥散强化的作用,使得Al-Pb合金力学性能远大于纯Al,使其能够应用于实际应用领域。对Al-Pb合金的辐射防护性进行了理论计算。通过阻尼温度谱测试了Al-Pb合金的阻尼性能,分析了阻尼峰的产生机理,发现两个阻尼峰分别来自晶界处的滑移与Pb相的熔化。分析了Al-Pb合金的高温变形行为,研究了峰值应力下降的原因,计算了表观激活能并建立流变应力方程,结果表明其高温变形行为受热激活控制。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-28
  1.1 研究背景  10-12
  1.2 Al-Pb合金研究现状  12-19
    1.2.1 Al-Pb合金的结构特点  12-13
    1.2.2 Al-Pb合金的力学性能  13-14
    1.2.3 Al-Pb合金的制备方法  14-17
    1.2.4 Al-Pb合金目前应用状况  17-19
  1.3 热挤压工艺  19-20
  1.4 辐射防护材料  20-21
  1.5 阻尼材料  21-24
  1.6 液相对材料热变行行为的影响研究  24-27
  1.7 本文研究内容  27-28
第二章材料与试验方法  28-39
  2.1 原料  28-30
  2.2 制备方法  30-35
    2.2.1 机械合金化工艺  30-32
    2.2.2 烧结工艺  32-34
    2.2.3 热挤压工艺  34-35
  2.3 测试方法  35-39
    2.3.1 X射线衍射试验  35-36
    2.3.2 材料的微观组织观察  36
    2.3.3 室温力学性能测试  36-37
    2.3.4 阻尼性能测试  37
    2.3.5 高温热变形试验  37
    2.3.6 密度  37-39
第三章 Al-Pb合金组织性能研究  39-61
  3.1 机械合金化过程中物相分析与组织变化研究  39-47
    3.1.1 机械合金化过程中的物相分析  39-41
    3.1.2 机械合金化过程中的组织结构分析  41-46
    3.1.4 机械合金化制备Al-Pb合金机理  46-47
  3.2 温度对Al-Pb合金块体材料的致密度变化影响  47-48
  3.3 热挤压对Al-Pb合金的组织变化研究  48-51
  3.4 Al-Pb合金室温力学性能研究  51-53
  3.5 Al-Pb合金辐射防护性能的计算  53-56
  3.6 Al-Pb合金阻尼性能研究  56-60
  3.7 本章小结  60-61
第四章 Al-Pb合金的热变形行为研究  61-70
  4.1 Al-Pb合金的热变形行为  61-65
  4.2 Al-Pb合金激活能的计算与流变应力方程的建立  65-69
  4.3 本章小结  69-70
结论  70-71
参考文献  71-76
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  76-77
致谢  77

Al-Pb合金组织性能及高温变形行为研究

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