曹跃伟 开题报告 - 复制.doc

莇蒂莁膈螇膄膀芈袄蚂衿莈芅本科毕业论文开题报告莄羂莇 蚆螂蚁蒇肇薄题目:挤压态镁锂合金的力学性能测试蒀院(系):材料科学与工程学院薇班级:材料07-1班蒈姓名:曹跃伟羂学号:22蒃指导教师:王永东蚇薅蚄节螇羆莅黑龙江科技学院本科毕业论文开题报告肀袇题目莆挤压态镁锂合金的力学性能袃来源衿科研项目羇1、研究目的和意义螇超轻镁锂合金具有比强度、比刚度高,弹性模量高,塑性好,冲击韧性好,低温韧性好,阻尼性能好,对缺口不敏感等一系列优点。因此,超轻镁锂合金不仅能满足航空、航天工业对轻质材料的需求,而目可以减小振动,降低宇宙射线对电了仪器设备的干扰。超轻镁锂合金在日益受到军工和航空航天工业等领域青睐的同时,各领域也对超轻镁锂合金的性能提出了较高的性能要求。薅本项目针对镁锂合金构件在不同应变率下的拉伸和压缩行为的研究,探讨镁锂合金对应变率的敏感程度及其断口形貌的观察。本项目不仅为提高镁锂合金结构体防断设计水平及安全评定技术提供依据,同时能促进该类合金在军工、航空航天工业等领域更广泛的应用。袂2、国内外发展情况(文献综述)羇目前关于镁合金复合材料的研究工作主要集中于材料组成及界面反应、制备及合成工艺和材料结构及性能等方面。I)镁基复合材料主要由镁合金基体、增强相和基体与增强相的接触面-界面组成。基体镁合金可分为3类:室温铸造镁合金、高温铸造镁合金及锻造镁合金。常用基体合金目前有Mg-Al、Mg-Li、Mg-Mn、Mg-Zn、Mg-Zr和Mg-Re,还有较高温度下工作的两个合金系Mg-Ag和Mg-Y。二元Mg-Li合金中常用的合金元素主要有Al,Zn,Cu,Ag,Si,Zr等。其中Al,Zn溶解度较大,具有使基体合金产生固溶强化、时效硬化等作用。添加合金元素后的合金具有较高的强度,但塑性降低较大,组织稳定性也有所降低。Cu,Ag的溶解度较小,改善组织稳定性的效果较好。微量的Zr可显著提高Mg-Li合金的强度、刚度及抗蠕变性能,还可改善Mg-Li合金的超塑性[1]。Mg-Li基复合材料所用强化相,主要有不锈钢丝Ti合金丝,C纤维,SiC短纤维,Al2O3,SiC晶须以及B,B2O3,B4C颗粒等。其中,虽然不锈钢丝和Ti合金丝能够大幅度提高Mg-Li合金的抗拉强度,但由于它们密度较大,不适宜作为轻质Mg-Li复合材料常用的增强体。碳纤维因具有低密度和高强度,理应是Mg-Li基合金最理想的强化物。但是碳纤维与Mg-Li合金熔体迅速反应生成Li2C2化合物,严重损伤碳纤维,增强效果不理想[2]。镁基复合材料根据其使用性能选择基体合金,侧重铸造性能的可选择铸造镁合金基体,侧重挤压性能的则一般选用变形镁合金[3,4]。II)镁基复合材料的制备方法主要有:1)挤压铸造法;2)搅拌铸造法;3)流变铸造法;4)粉末冶金法;5)喷射法真空气压渗透法;6)液态反应法。挤压铸造法是目前制备非连续增强金属基复合材料最成功的工艺。其原理是通过压力将熔融的镁合金渗入到陶瓷纤维的预制体中。目前已经成功制备出Al2O3短纤维增强相AZ91、QE22、Mg-Nd、Al2O3短纤维和SiC颗粒混杂增强AZ91、AZ31、Mg-Li、SiC颗粒增强相AZ91,以及B4C颗粒增强ZM5镁基复合材料。III)对镁基复合材料的组织与性能的研究目前已取得较大的成果,但并不深入全面,力学性能数据分散性较大,仍处于探索研究阶段。镁基复合材料的组织特征是纤维状、颗粒状或晶须增强体分布于合金基体中,由于两者膨胀系数相差较大,在增强相周围存在高密度的位错和残余应力,这有利于提高材料的强度[4]。综合以上所介绍的方法,可以看出半固态搅拌熔铸法和液态反应法是最有希望进行工业化生产的制备方法,但二者也都有各自的缺陷。进行半固态搅拌铸造工艺和液态反应体系的探索是这两种制备方法最重要的研究方向。原位生成增强相,制备复合材料,其增强体是从金属基体中原位形核、长大的热力学稳定相,因此,增强体表面无污染,避免了与基体相容性不良的问题,且界面结合强度高。通过合理选择反应元素(或化合物)的类型、成分及其反应性,可有效地控制原位生成增强体的种类、大小、分布和数量。省去了增强体单独合成、处理和加入等工序,因此,其工艺简单,成本较低。从液态金属基体中原位形成增强体的工艺可用铸造方法制备形状复杂、尺寸较大的净近形构件。原位合成有着增强相细小、分布均匀、界面无污染、结合良好的优点,而且材料性能优越,所以探索新的原位制备镁基复合材料的方法是镁基复合材料研究的重点,新的并且有工业应用价值的原位制备方法的出现会对镁基复合材料的发展起到很大的促进作用[5]。羄自1910年德国Masing在研究Li,Na,K与Mg相互作用时意外地发现Mg和Li发生有趣的结构转变,并认为该结构是超结构以来,Mg-Li合金的研究一直引起人们的关注。这是因为从