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等通道角变形纳米SiCp/AZ91镁基复合材料的组织及性能

作　者: 卫二冬
导　师: 郑明毅
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 材料学
关键词: SiCp/AZ91复合材料 等通道角变形 显微组织 力学性能
分类号: TB333
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 53次
引　用: 1次
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内容摘要


本文通过采用半固态搅拌铸造方法制备了1vol.%纳米SiCp/AZ91镁基复合材料,并分别对铸态和挤压态1vol.% SiCp/AZ91镁基复合材料在不同工艺下进行等通道角变形(ECAP)。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对复合材料的显微组织进行观察;采用中子衍射对挤压态复合材料ECAP变形前后的织构演变进行分析;采用拉伸和压缩试验测试材料的室温力学性能;采用机械动态分析仪(DMA-Q800)测试ECAP变形前后复合材料的阻尼性能。研究表明:铸态和挤压态SiCp/AZ91复合材料经ECAP变形后,发生了不同程度的动态再结晶,晶粒显著细化。经400℃2道次变形后,铸态复合材料的晶粒尺寸有的已达到500nm左右;经过250℃3道次变形后,挤压态复合材料的晶粒尺寸有的达到450nm左右。铸态复合材料经400℃不同道次ECAP变形后,随变形道次的增加,屈服强度和抗拉强度都显著提高。挤压态复合材料经250℃、300℃、350℃温度下1道次ECAP变形后,屈服强度和抗拉强度都显著提高,基面发生偏转,织构组分发生改变,随变形温度的增加,屈服强度逐渐降低,认为这是织构弱化的结果。经250℃、300℃、350℃温度下多道次ECAP变形后,随着变形道次的增加,屈服强度和抗拉强度逐渐降低,这也是织构弱化的结果。铸态和挤压态复合材料经ECAP变形后,其室温阻尼-应变振幅曲线表现出阻尼与应变振幅相关和无关两部分,并且该曲线可采用G-L位错钉扎模型给出合理解释。经ECAP变形后的复合材料阻尼性能随温度的升高而降低,复合材料ECAP变形后的阻尼曲线随温度变化出现两个峰:在100-150℃之间出现一个阻尼峰,原因可能是大量位错同时沿着基面滑移所致;在325℃左右出现另外一个阻尼峰,认为该峰是由于升温过程中材料内部发生再结晶所导致。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-19
  1.1 课题背景  8-9
  1.2 镁基纳米复合材料研究现状  9-11
    1.2.1 镁基纳米复合材料的制备方法  9-11
    1.2.2 镁基纳米复合材料的组织与性能  11
  1.3 等通道角变形  11-16
    1.3.1 等通道角变形的工艺原理  12
    1.3.2 影响等通道角变形的实验因素  12-14
    1.3.3 ECAP新进展  14-16
  1.4 等通道角变形对镁基复合材料及镁合金组织和力学性能的影响  16-18
  1.5 本文主要研究内容  18-19
第2章 试验材料与试验方法  19-25
  2.1 试验材料  19-20
    2.1.1 基体合金  19
    2.1.2 增强体  19-20
  2.2 试验方法  20-25
    2.2.1 半固态搅拌铸造工艺  20
    2.2.2 热挤压试验  20-21
    2.2.3 等通道角变形（ECAP）  21-22
    2.2.4 显微组织观察  22-23
    2.2.5 室温力学性能测试  23
    2.2.6 织构测量  23
    2.2.7 阻尼性能测试  23-25
第3章 SiCp/AZ91 镁基复合材料的制备及组织性能  25-37
  3.1 引言  25
  3.2 SiCp/AZ91 镁基复合材料的制备  25-28
    3.2.1 搅拌铸造法制备铸态SiCp/AZ91 复合材料  25-26
    3.2.2 SiCp/AZ91 镁基复合材料的搅拌工艺  26-27
    3.2.3 挤压态SiCp/AZ91 镁基复合材料的制备  27-28
  3.3 SiCp/AZ91 镁基复合材料的显微组织  28-32
    3.3.1 SiC颗粒的分布  28
    3.3.2 显微组织  28-32
  3.4 SiCp/AZ91 镁基复合材料的力学性能  32-35
  3.5 本章小结  35-37
第4章 铸态SiCp/AZ91 镁基复合材料ECAP变形后的组织与性能  37-48
  4.1 引言  37
  4.2 铸态SiCp/AZ91 复合材料ECAP变形后的显微组织  37-40
    4.2.1 铸态SiCp/AZ91 复合材料ECAP变形后的颗粒分布  37-38
    4.2.2 ECAP变形铸态SiCp/AZ91 中基体合金的显微组织  38-40
  4.3 铸态SiCp/AZ91 复合材料ECAP变形后的性能  40-47
    4.3.1 铸态SiCp/AZ91 复合材料ECAP变形后的拉伸性能  40-43
    4.3.2 铸态SiCp/AZ91 复合材料ECAP变形后的压缩性能  43
    4.3.3 铸态SiCp/AZ91 复合材料ECAP变形前后的阻尼性能  43-47
  4.4 本章小结  47-48
第5章 挤压态SiCp/AZ91 镁基复合材料ECAP变形后的组织与性能  48-64
  5.1 引言  48
  5.2 挤压态SiCp/AZ91 复合材料ECAP变形后的显微组织  48-55
    5.2.1 挤压态SiCp/AZ91 复合材料ECAP变形后的颗粒分布  48-49
    5.2.2 ECAP变形挤压态SiCp/AZ91 中基体合金的显微组织  49-53
    5.2.3 挤压态SiCp/AZ91 复合材料ECAP变形后的织构  53-55
  5.3 挤压态SiCp/AZ91 复合材料ECAP变形后的性能  55-62
    5.3.1 ECAP变形挤压态SiCp/AZ91 的拉伸性能  55-59
    5.3.2 挤压态SiCp/AZ91 复合材料ECAP变形的压缩性能  59-60
    5.3.3 挤压态SiCp/AZ91 复合材料ECAP变形后的阻尼性能  60-62
  5.4 本章小结  62-64
结论  64-66
参考文献  66-73
致谢  73

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 复合材料 > 金属－非金属复合材料
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