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《SiCw/LD2复合材料高温压缩变形及其对组织与性能的影响》,王桂松著。
副题名
外文题名
Hot compression and its effects on the microstructure and properties of the SiCw/LD2 composite
论文作者
王桂松著
导师
王德尊教授指导
学科专业
材料学
学位级别
d 2001n
学位授予单位
哈尔滨工业大学
学位授予时间
2001
关键词
金属基复合材料 挤压铸造 压缩变形 铝基复合材料 铝合金
馆藏号
TB331
唯一标识符
108.ndlc.2.1100009031010001/T3F24.012002678941
馆藏目录
2002\TB331\111
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CCSiC复合材料的导热性能及其影响因素
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退火工艺参数主要包括加热速度、退火温度、保温时间及冷却速度。其对制品组织与性能的影响如下:
1、加热速度
铝及铝合金退火时,应尽量采用快速加热。这是因为铝及铝合金具有良好的导热性能,具备快速加热的条件。更为重要的原因是快速加热时,一般可得到较细小的晶粒。而缓慢加热时,晶粒容易粗大,晶粒粗大将降低制品的深冲性能及表面质量。
2、退火温度
退火温度对组织与性能的影响最为明显。经冷变形而产生了加工硬化的金属,根据加热温度高低不同,其组织和性能的变化过程可分为回复、再结晶及晶粒长大三个阶段。
① 回复阶段:用光学显微镜观察时,看不到内部组织有任何变化。此时,金属的强度稍有降低,塑性略有提高,内应力明显下降。
②再结晶阶段:当金属加热到开始再结晶温度时,则在冷变形金属和合金的基体上,开始形成新的晶粒。随着加热温度的升高或保温时间的延长,新晶粒的数量不断增加,直至全部形成了新的再结晶晶粒为止。此阶段,纤维组织(被拉长的晶粒)转变成再结晶组织(等轴的再结晶晶粒)。此时,完全消除了加工硬化现象,金属的强度急剧下降,塑性明显提高。
③晶粒长大:冷变形金属在经过完全再结晶后,一般可得到均匀细小的等轴晶粒。但是,如果加热温度过高或加热时间过长时,则再结晶后的新晶粒又会发生合并与长大,使晶粒变得粗大,金属的机械性能也相应变坏。
3、保温时间
加热温度不高,即金属处于回复阶段时,保温时间对组织性能影响不明显。但当金属处于再结晶阶段时,若保温时间过长,晶粒变得粗大,机械性能也相应变差。
4、冷却速度
对于纯铝热处理不可强化合金而言,冷却速度对组织性能影响不大。因此,退火时可采用随炉冷却或出炉缓冷的方法。
对于在再结晶温度以上,且再结晶的速度大于加工硬化速度的变形过程,即在变形过程中,由于完全再结晶的结果而全部消除加工硬化现象的变形过程称为热变形。这种变形过程不但能提高金属的塑性,降低变形抗力,同时,变形后可使金属获得等轴的再结晶显微组织。热变形通常发乍在(0.9~0.95)Tτ的温度范围内。
热加工变形可认为是加工硬化和再结晶两个过程的相砭重叠。在此过程中,由于再结晶能充分进行和靠三向压J砸力状态等冈素的作用,将对其金属性质有如下影响:
(1)改善铸造金属组织,增加密度,改善力学性能和降低化学成分的偏析与组织的不均匀性。热变形过程中,当金属内有降低其力学性能及塑性的铸造柱状组织时,经过变形使其破碎变细,并由再结晶形成新的等轴晶粒。若用三向压应力状态图示加工,还可以焊合铸锭内部气孔和未被沾污的裂纹。这样一来,增加了金属的密度,并改善了力学性能。在足够的变形程度和适当的温度及速度条件下,可以得到均匀的等轴晶粒组织,致使变形抗力指数及变性指数皆有提高。
(2)改善热变形金属的本身性质。热变形不仅能改善铸造组织及性质,同时还可以改善热变形物体本身的性质。这是由于在热变形过程中,扩散和再结晶可使其化学成分变得更加均匀,同时随着变形程度的增加,再结晶后的晶粒会变小,金属内的晶粒越小则力学性能越高。由此,只要掌握再结晶图,控制变形程度、变形过程与变形终了温度,使之获得均匀的所需一定大小晶粒的良好条件,则可保证产品的质量。但热变形不能改变由非金属夹杂物所造成的纤维组织。铸造金属在热加工变形中所形成的纤维组织与在冷加工变形中由于晶粒被拉长所形成的纤维组织不同,前者是由于铸造组织中晶界上非溶物质的拉长造成的。因为在铸造金属中存在有粗大的一次结晶的晶粒,在其边界上分布有非金属夹杂物的薄层。在变形过程中这些粗大的晶粒遭到破碎并在金属流动最大的
方向上拉长。与此同时,禽有非金属夹杂的晶问薄层在此方向上也拉成长形。当变形程度足够大时,这些夹杂可被拉成线条状。在变形过程中,由于完全再结晶结果,被拉长的晶粒可变成许多细小的等轴晶粒,而位于晶界和晶内的非溶物质却不能因再结晶而改变,仍处于拉长状态,形成纤维状组织。一般情况下,纤维方向只能用变形的方法来改变,由于压力加工的方式不同,这种纤维组织的方向也是不同的。轧制和拉拔时,纤维平行于延伸方向。
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《钢的成分、组织与性能(第2版 第6分册:耐热钢与高温合金)》适合从事钢材研究、应用的科研人员、工程技术人员阅读,也适合高等院校金属材料类专业的师生阅读。