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纳米Al_2O_3颗粒增强铝基复合材料力学性能的研究

作　者: 李鸿杰
导　师: 张星
学　校: 中北大学
专　业: 材料科学
关键词: 纳米Al2O3颗粒 流变应力 热处理 耐磨性 拉伸性能
分类号: TB331
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


采用Gleeble-1500b热模拟机,研究了Al2O3颗粒增强铝基复合材料的高温流变行为。使用现代冶金分析、硬度测试、拉伸实验、磨损试验等研究了不同热处理条件下变形态纳米Al2O3颗粒增强铝基复合材料的力学性能。结果表明:（1）Al2O3颗粒增强铝基复合材料在热挤压过程中,当变形速率一定时流变应力随变形温度的升高而降低;当变形温度一定时流变应力随变形速率的增加而提高,属于正应变速率敏感材料。流变应力和变形速率之间呈指数关系,说明Al2O3颗粒增强铝基复合材料的热压缩变形受热激活能的控制。（2）在变形温度为320～440℃、应变速率为10-2～1 S-1条件下的热挤压过程中,复合材料的晶粒度大小的变化是:随着变形速率的增加呈减小趋势;随着变形温度的提高总体上是增大的。但在变形温度为480℃时组织中发生了明显的动态再结晶,并且在此温度下当ε&=1 S-1时复合材料出现严重的沿晶断裂。（3）根据Sellars和Tegart建立的关系式,计算得出Al2O3颗粒增强铝基复合材料的本构方程为:ε& =1.66×1012[sinh（0.013σ）]6.18exp（-1.77×105/RT）（4）变形和热处理工艺的结合可以有效提高Al2O3颗粒增强铝基复合材料的硬度和耐磨性;尤其是在510℃×3h固溶+120℃×24h时效状态下复合材料的耐磨性最好。但是,对强度和塑性的作用正好相反。（5）纳米Al2O3颗粒增强铝基复合材料在热处理前后,表现出不同的拉伸断裂机制。热处理前,其断裂方式为韧性断裂。但在热处理状态下,Al2O3颗粒增强铝基复合材料断裂方式为脆性断裂。

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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 > 金属复合材料
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