2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、本課題的研究主要分為三大部分,第一部分是TiAl金屬間化合物制備工藝的研究;第二部分是TiAl金屬間化合物網(wǎng)狀預(yù)制件的制備工藝研究以及性能檢測;第三部分是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的TiAl/Al復(fù)合材料的制備工藝研究、骨架和基體的界面分析和性能測試。旨在通過對(duì)這三個(gè)部分制備工藝分析和性能測試,研究TiAl金屬間化合物作為一種新型增強(qiáng)骨架材料的可行性,找出合適的符合性能要求的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)TIAl/Al復(fù)合材料的制備工藝。 首先,選擇綜合性能良

2、好,已進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用狀態(tài)的Ti-47Al-2Cr-2Nb合金作為要研究的骨架材料,以高能球磨和真空熱處理相結(jié)合的方法制備出了具有細(xì)小晶粒的雙相AlTi合金。 其次,采用有機(jī)前驅(qū)體浸漬燒結(jié)工藝制備TiAl金屬間化合物網(wǎng)狀預(yù)制件。將制備的TiAl合金在高能球磨機(jī)球磨,得到平均粒徑約為8υm的粉體,加入適量去離子水,用PVA作為粘結(jié)劑制成漿料,選用聚氨酯泡沫塑料作為浸漬骨架,通過擠壓和離心甩料,將漿料均勻涂掛到泡沫體孔筋上,烘干以后在真

3、空熱處理爐中進(jìn)行燒結(jié)。 TiAl網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)件的燒結(jié)分兩階段進(jìn)行,即低溫階段和高溫階段。第一階段在流動(dòng)的高純氬氣氛圍中進(jìn)行,從室溫到650℃,升溫速度為50℃/h,650℃保溫1h,有機(jī)物及PVA等在該階段得到緩慢完全的揮發(fā)。第二階段在真空中燒結(jié),從650℃到最高設(shè)定溫度,升溫速度為200℃/h,在最高溫度下保溫120min,隨爐冷卻至室溫,得到結(jié)構(gòu)致密的細(xì)晶雙態(tài)組織的TiAl網(wǎng)絡(luò)骨架。 在相同燒結(jié)工藝條件下,網(wǎng)狀預(yù)制體的抗

4、壓強(qiáng)度隨著孔隙率的下降逐漸增加;空隙率為86.5%的TiAl骨架抗壓強(qiáng)度可達(dá)0.93MPa,而孔隙率為94.3%時(shí),抗壓強(qiáng)度僅為0.1MPa左右。當(dāng)燒結(jié)溫度在1380℃時(shí),網(wǎng)狀預(yù)制件具有最佳的燒結(jié)效果,既能保持很高的通孔率又保證了材料具有較高的抗壓強(qiáng)度,當(dāng)超過1400℃時(shí),抗壓強(qiáng)度降低。 本課題采用負(fù)壓浸滲工藝完成鋁液對(duì)網(wǎng)狀TiAl預(yù)制體的浸滲。負(fù)壓條件、TiAl骨架的預(yù)熱溫度和浸滲溫度是鋁熔液對(duì)網(wǎng)狀預(yù)制體浸滲質(zhì)量影響的重要因素

5、,通過試驗(yàn)證明,提高熔煉溫度和預(yù)制體的預(yù)熱溫度有利于鋁熔液的潤濕,在沒有負(fù)壓的情況下,即使加熱到較高的溫度,鋁熔液與網(wǎng)狀預(yù)制體之間仍然難以很好的浸滲。本課題中選用鋁熔液熔煉溫度為800℃,預(yù)制體預(yù)熱溫度為800℃的條件下,負(fù)壓浸滲獲得了最佳的浸滲效果,鋁基體與網(wǎng)狀TiAl預(yù)制體骨架界面結(jié)合良好。 對(duì)TiAl/Al復(fù)合材料試樣進(jìn)行線掃描分析,骨架和基體結(jié)合良好,在界面處有輕微的擴(kuò)散層,因此界面結(jié)合包括機(jī)械結(jié)合和擴(kuò)散結(jié)合,界面結(jié)合牢

6、固。 YiAl/Al復(fù)合材料的干摩擦磨損性能明顯優(yōu)于基體金屬,隨著TiAl體積分?jǐn)?shù)的增加,其磨損率降低。網(wǎng)狀TiAl在磨損表面形成微凸體起承載作用,減輕了基體的塑性變化和高溫軟化,減少了摩擦偶件同基體的接觸,降低了粘著磨損,從而有效地降低了材料的磨損量。 TiAl/Al復(fù)合材料的抗壓縮性能明顯高于基體Al,TiAl網(wǎng)狀骨架體積分?jǐn)?shù)占13.5%的復(fù)合材料抗壓縮性能比Al基體提高約18%。 TiAl/Al復(fù)合材料的熱

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