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颗粒增强8009铝基复合材料热变形行为研究

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摘 要

Abstract

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附表索引

第1章 绪论

1.1引言

1.2 颗粒增强铝基复合材料特性

1.3 颗粒增强铝基复合材料的研究现状

1.3.1 颗粒增强铝基复合材料的制备方法

1.3.2 颗粒增强铝基复合材料的应用

1.4 颗粒增强铝基复合材料的热变形行为

1.4.1 颗粒增强铝基复合材料的本构关系

1.4.2 颗粒增强铝基复合材料的热加工图

1.4.3 颗粒增强铝基复合材料的高温压缩微观组织演变规律

1.4.4 颗粒增强铝基复合材料的高温变形行为

1.5 选题意义及研究内容

1.5.1 论文选题意义

1.5.2 论文主要研究内容

第2章 实验条件与方法

2.1 实验材料

2.2 热压缩实验

2.3 拉伸实验

2.4 微观组织及相分析

2.4.1 金相组织分析

2.4.2 扫描电镜分析

2.4.3 透射电镜分析

2.4.4 X射线相组成分析

第3章 颗粒增强8009铝基复合材料 热压缩流变应力行为

3.1 引言

3.2.1 SiCp/8009铝基复合材料热压缩变形的流变应力

3.2.2 SiCp/8009铝基复合材料热压缩变形本构方程相关参数的求解

3.2.3 SiCp/8009铝基复合材料热压缩变形本构方程的应变补偿

3.2.4 SiCp/8009铝基复合材料热压缩变形本构方程的验证

3.2.5 SiCp/8009铝基复合材料热压缩变形激活能

3.3.1 Al2O3/8009铝基复合材料热压缩变形的流变应力

3.3.2 Al2O3/8009铝基复合材料热压缩变形本构方程的建立

3.3.3 Al2O3/8009铝基复合材料热压缩变形本构方程的验证

3.3.4 Al2O3/8009铝基复合材料热压缩变形激活能

3.4 本章小结

第4章 颗粒增强8009铝基复合材料 热加工图与工艺优化

4.1 引言

4.2 SiCp/8009铝基复合材料的加工图与工艺优化

4.2.1 加工图理论

4.2.2 SiCp/8009铝基复合材料加工图的建立

4.2.3 SiCp/8009铝基复合材料加工图的分析与工艺优化

4.3.1 Al2O3/8009铝基复合材料加工图的建立

4.3.2 Al2O3/8009铝基复合材料加工图的分析与工艺优化

4.4 本章小结

第5章 颗粒增强8009铝基复合材料 热压缩变形微观组织演变规律

5.1 引言

5.2 SiCp/8009铝基复合材料热压缩变形微观组织演变规律

5.2.1 挤压态SiCp/8009铝基复合材料的原始组织

5.2.2 变形条件对SiCp/8009铝基复合材料热压缩变形微观组织的影响

本文研究的是微米级别的颗粒增强8009铝基复合材料,其变形机制是动态回复。但对于其他系列纳米级别的颗粒增强铝基纳米复合材料,其主要的变形机制是动态再结晶[79, 107, 130]。因此得出结论,纳米级别的增强相(其他系列的颗粒增强铝基纳米复合材料)对位错运动和晶粒增长的影响作用小于微米级别的增强相和高体分细小的弥散相Al12(Fe,V)3Si共同作用的效果(SiC颗粒增强的8009铝基复合材料)。同时,这些结果也进一步表明SiCp/8009铝基复合材料的动态回复机制与8009铝合金基体中存在的高...

5.2.3 位错-弥散相- SiC增强颗粒相互影响机制

基于以上分析,建立了SiCp/8009铝基复合材料中的位错- Al12(Fe,V)3Si弥散相-SiC增强颗粒相互影响的机理图,如图5.6所示。对比其他系列的SiC颗粒增强的铝基复合材料,在SiCp/8009铝基复合材料中,SiC增强颗粒的移动、转动以及和8009铝合金基体协调变形的能力受到高体分的弥散相Al12(Fe,V)3Si的强烈影响。由于合金基体中高体分的弥散相Al12(Fe,V)3Si的存在,使SiC增强颗粒的移动和转动受到限制,并且此时在SiC增强颗粒周围存在较严重的位错堆积并由此使S...

5.3.1 挤压态Al2O3/8009铝基复合材料的原始组织

5.3.2 变形条件对Al2O3/8009铝基复合材料热压缩变形微观组织的影响

5.4 本章小结

第6章 颗粒增强8009铝基复合材料 拉伸变形与断裂行为

6.1 引言

6.2 轧制态颗粒增强8009铝基复合材料的显微组织

6.3 颗粒增强8009铝基复合材料的室温拉伸变形与断裂行为

6.3.1 颗粒增强8009铝基复合材料的室温拉伸变形

6.3.2 颗粒增强8009铝基复合材料的室温断裂行为

6.4 颗粒增强8009铝基复合材料的高温拉伸变形与断裂行为

6.4.1 颗粒增强8009铝基复合材料的高温拉伸变形行为

6.4.2 颗粒增强8009铝基复合材料的高温力学行为

6.4.3 颗粒增强8009铝基复合材料的高温加工硬化行为

6.4.4 颗粒增强8009铝基复合材料的高温断裂行为

另外,与该复合材料室温断裂类似,SiC颗粒断裂形成的新光滑表面说明在拉伸过程中的外力通过Al基体成功的传递到了SiC颗粒上,这是由SiC颗粒与Al基体之间不匹配的弹性模量造成的。高温拉伸变形时,当二者界面的结合强度较大时,SiC颗粒被拉断,说明加入的SiC增强颗粒对8009铝基复合材料起到了很好的强化效果。结合图6.14和图6.15还可以发现,随温度、应变速率的增大,断裂的SiC增强颗粒的数目逐渐减少,而被拔出的SiC增强颗粒的数目则略有升高。这是因为随着温度的升高,SiC增强颗粒与合金基体界面的...

6.5 本章小结

结论

1 结论

2 创新点

参考文献

附录A 攻读博士学位期间发表的学术论文与学术活动

致 谢

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著录项

  • 作者

    陈爽;

  • 作者单位

    湖南大学;

  • 授予单位 湖南大学;
  • 学科 材料科学与工程
  • 授予学位 博士
  • 导师姓名 张辉;
  • 年度 2018
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类
  • 关键词

    颗粒增强; 铝基; 复合; 材料热变形;

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