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喷射沉积5A06铝合金楔压致密化工艺的研究

范才河

   坩埚移动式喷射沉积技术作为一种先进的材料制备新技术,在制备大尺寸合金及金属基复合材料方面具有显著的优越性。然而喷射沉积坯件特别是大型坯件通常存在一定量的孔隙,颗粒表面存在一定量的氧化膜,颗粒之间未能完全达到良好的冶金结合状态,因此需要进行后续致密化和塑性变形才能获得理想的组织和性能。本文采用一种新型的楔形压制工艺,即通过局部变形、多道次小变形累积实现大变形的致密化加工方法,对喷射沉积多孔坯料进行后续致密化和塑性变形,很好地解决了传统加工工艺的难题,大大降低了生产成本。并系统研究了横向变形量对喷射沉积楔压变形性能的影响和大尺寸喷射沉积多孔材料楔压致密化规律,这对大尺寸喷射沉积多孔材料的后续致密化和塑性变形的研究具有重要的指导意义,有利于喷射沉积多孔材料的产业化和推广应用。 首先对比研究了楔形压制工艺与模压致密化工艺,发现楔压坯料的横向变形从上表层开始,当上表面与模壁接触后,随着高向变形量的增加逐步向下移动,直至坯料充满模腔;模压坯料的横向变形从坯料中间开始,形成鼓形。高向的密度、硬度分布表明楔压比模压具有更好的压透能力。 其次研究了横向变形量对单次充分楔压变形性能的影响,结果表明:在同等压制压力下,横向变形量为10%的楔压坯料经充分压制后组织和力学性能最好,相应位置的试样具有最高的密度和硬度值;横向变形量为5%的楔压坯的密度、硬度值变化曲线最陡,横向变形量为30%的楔压坯的密度、硬度变化曲线较平缓。采用双向楔形压制,大尺寸喷射沉积5A06铝合金楔压坯的组织和性能变化具有如下特点:当高向变形量为20%时,大的孔洞变形破碎为小的孔洞,或呈线状孔;随着高向变形量的增加,颗粒进一步变形,孔洞进一步破碎,大孔“吞并”小孔,小孔塌陷并逐步消失;当高向变形量达到60%时,孔洞量大为减少,材料基本致密,组织趋于均匀,楔压坯料的密度、硬度变化曲线接近水平线,坯料的相对密度达99.7%,抗拉强度σ_b=408MPa,屈服强度σ_(0.2)=289MPa,延伸率δ=13.6%;对比其它的压制温度,在450℃楔形压制的坯料组织均匀,孔洞及颗粒边界基本消失,颗粒之间冶金结合良好。 最后,对比研究了不同温度下的楔形压制坯料的断裂行为发现,在450℃进行楔形压制,坯料表面没有出现台阶,呈规则的斜面过渡,侧面也没有出现宏观裂纹。室温拉伸微观断口为韧窝和撕裂棱混合型韧性断口,材料属延性断裂。……   
[关键词]:喷射沉积;铝合金;楔形压制;塑性变形
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:湖南大学2006年