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对于合金粉末冶金原位合成Al-Cu合金的组织与性能毕业小结

摘要:本论文采取粉末冶金法,以A1粉为主要原料,同时添加CuO、ZnO、Ni2O3等金属氧化物粉末,运用热等静压原位合成技术分别制备出二元Al-4.5wt%Cu合金和多元铝铜合金。密度测试表明热等静压(HIP)后的原始合金坯体均完全致密。组织观察及成分浅析结果表明,原始合金中在颗粒边界处有θ相(CuAl2)析出,且合金在烧结历程中发生原位反应生成了A1203颗粒相,符合实验设计要求。对Al-4.5wt%Cu合金的固溶工艺进行探讨发现,550℃×11h的固溶工艺能使合金达到较好的固溶效果。固溶后的时效试验探讨了自然时效和不同时间、不同温度下的人工时效对合金组织及性能的影响,结果表明:自然时效对固溶态的Al-4.5wt%Cu合金有一定强化作用,GP区的生成是自然时效强化的主要理由;150℃附近的人工时效效果最佳,温度过高和过低均会降低其强化效果;550℃×11h固溶+150℃×46h时效的热处理工艺能使Al-4.5wt%Cu合金综合性能显著改善,维氏硬度HV和抗拉强度σb分别达到1300MPa和328MPa,冲击韧性ak为72.85kJ/m2,伸长率δ为6.63%。另外,通过X射线衍射浅析手段对合金时效历程强化机理的探讨表明:Al-4.5wt%Cu合金在时效初期生成的GP区、θ”等亚稳过渡相是时效强化的主要理由,而在时效后期逐渐转变成平衡相组织,进入“过时效”阶段,合金性能逐渐降低并趋于稳定。对多元铝铜合金热处理工艺的探讨发现,550℃×12h固溶处理和随后的150℃×40h时效处理对三组多元合金均有显著强化作用,但由于添加的金属氧化物粒度及引入的合金元素间的差别,导致热处理对三组多元合金的强化效果各不相同。对多元铝铜合金在150℃的时效行为探讨表明:通过添加纳米氧化锌来引入Zn元素,可提升时效的峰值硬度,加速时效硬化速度,对合金有显著强化作用;而添加微米级的氧化镍引入Ni元素,会延缓合金时效历程的脱溶反应,以而减慢时效硬化速度,推迟峰值时效时间。 关键词:粉末冶金论文 铝铜合金论文 热处理工艺论文 强化机理论文 组织性能论文 原位合成论文
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    摘要6-7

    Abstract7-12

    第1章 绪论12-30

    1.1 引言12

    1.2 铝合金12-15

    1.2.1 铝合金介绍12-13

    1.2.2 高性能铝合金进展历程13-15

    1.3 铝合金强韧化途径及探讨进展15-21

    论文提纲

    1.3.1 优化合金成分15-19

    1.3.1.1 添加合金元素15-17

    1.3.1.2 添加微量稀土元素17-19

    1.3.2 开发新的热处理制度19-20

    1.3.3 采取特殊的成型和加工工艺20-21

    1.4 粉末冶金铝合金21-25

    1.4.1 粉末冶金铝合金的特点21-22

    1.4.2 粉末冶金铝合金的工艺流程22-25

    1.5 粉末冶金原位合成颗粒增强铝基复合材料25-27

    1.5.1 粉末冶金颗粒增强铝基复合材料的探讨近况25-26

    1.5.2 粉末冶金原位合成颗粒增强铝基复合材料的特点26-27

    1.6 本课题的探讨目的和内容27-30

    1.6.1 本课题的探讨目的27-28

    1.6.2 本课题的主要探讨内容28-30

    第2章 实验原理及材料制备30-44

    2.1 实验原理30-31

    2.1.1 热等静压原位合成技术30-31

    2.1.2 复合原理31

    2.2 材料的制备31-39

    2.2.1 原料31-33

    2.2.2 主要实验设备33

    论文格式模板

    2.2.3 粉末冶金铝铜合金的制备历程33-39

    2.2.3.1 制粉工艺34-36

    论文提纲

    2.2.3.2 成型烧结工艺36-39

    2.2.3.3 后处理39

    2.3 材料性能的测试策略39-44

    2.3.1 体积密度和相对密度的测定39-40

    2.3.2 光学显微浅析40-41

    2.3.3 X射线衍射浅析41

    2.3.4 扫描电镜浅析41

    2.3.5 力学性能的测定41-44

    第3章 粉末冶金铝铜二元合金热处理工艺及组织性能探讨44-66

    3.1 热等静压烧结Al-Cu合金的组织和性能44-47

    3.1.1 成分浅析与组织观察44-47

    论文

    3.1.2 密度及力学性能的测定47

    3.2 热处理对Al-Cu合金组织性能的影响47-64

    3.2.1 固溶处理工艺探讨48-52

    3.2.2 时效处理52-57

    3.2.2.1 自然时效52-55

    3.2.2.2 人工时效55-57

    3.2.3 铝铜合金热处理强化机理浅析57-61

    3.2.4 三种不同热处理状态Al-Cu合金的力学性能探讨61-64

    3.2.4.1 力学性能比较与浅析61-62

    3.2.4.2 拉伸断口浅析62-64

    3.3 小结64-66

    第4章 粉末冶金多元铝铜合金组织性能探讨66-76

    4.1 热等静压烧结多元铝铜合金显微组织浅析66-69

    4.2 热处理对多元铝铜合金组织和性能的影响69-72

    4.3 多元铝铜合金时效行为探讨72-75

    4.4 小结75-76

    结论76-77

    致谢77-78

    参考文献78-84

    附录 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果84

末,运用热等静压原位合成技术分别制备出二元Al-4.5wt%Cu合金和多元铝铜合金。密度测试表明热等静压(HIP)后的原始合金坯体均完全致密。组织观察及成分浅析结果表明,原始合金中在颗粒边界处有θ相(CuAl2)析出,且合金在烧结历程中发生原位反应生成了A1203颗粒相,符合实验设计要求。对Al-4.5wt%Cu合金的固溶工艺进行探讨发现,55

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