亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        石墨烯/Ti60復(fù)合材料組織與力學(xué)性能研究

        2022-05-13 04:18:20趙會宇于佳石孫國棟
        鈦工業(yè)進展 2022年2期
        關(guān)鍵詞:力學(xué)性能復(fù)合材料

        趙會宇,張 媚,于佳石,孫國棟

        (1. 東北大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院, 遼寧 沈陽 110819)(2. 西安稀有金屬材料研究院有限公司, 陜西 西安 710016)(3. 西北有色金屬研究院, 陜西 西安 710016)

        鈦合金具有比強度高、耐蝕性好、耐高溫等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域[1-3]。但隨著航空航天工業(yè)的快速發(fā)展,對鈦合金性能的要求越來越高[4,5]。在鈦基體中加入增強相制備的鈦基復(fù)合材料,可兼具鈦的優(yōu)良塑韌性與增強相的高強度,能夠顯著提高鈦基體的力學(xué)性能[6]。近20年來,鈦基復(fù)合材料的研究備受關(guān)注[7,8]。

        石墨烯是一種二維碳納米材料,具有高楊氏模量、高斷裂強度以及特殊的褶皺結(jié)構(gòu),可作為增強相用于制備鈦基復(fù)合材料[9,10]。林彰乾等[11]采用放電等離子燒結(jié)法(SPS)制備了0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)石墨烯增強TA15復(fù)合材料,與TA15鈦合金相比,該復(fù)合材料的室溫與高溫壓縮屈服強度及極限抗壓強度得到明顯提高。周海雄等[12]采用SPS技術(shù)制備了石墨烯/TC4復(fù)合材料,其室溫壓縮強度、屈服強度和硬度較TC4鈦合金分別增加了約17.03%、12.5%和18.2%。

        Ti60合金是我國研發(fā)的一種近α型高溫鈦合金,可以用于制造壓氣機葉片、輪盤以及整體葉盤等關(guān)鍵零部件[13-15]。為了進一步提高Ti60合金的高溫力學(xué)性能,本研究采用SPS+熱軋技術(shù)制備石墨烯/Ti60復(fù)合材料,研究石墨烯對Ti60合金微觀組織、室溫及高溫力學(xué)性能的影響,以期為高性能Ti60復(fù)合材料的制備提供借鑒。

        1 實 驗

        實驗原材料為Ti60合金粉末和石墨烯納米片。Ti60合金粉末名義成分為Ti-5.8Al-4.8Sn-2Zr-1Mo-0.35Si-0.85Nd,其表面光滑,呈規(guī)則的球形,粒徑為50~100 μm,如圖1所示。石墨烯納米片厚度為1~5 nm。

        圖1 Ti60合金粉末的SEM照片

        石墨烯/Ti60復(fù)合材料制備過程:① 將一定量的石墨烯納米片放入乙醇溶液中,采用超聲波進行分散;② 在分散液中加入Ti60合金粉末,進行水浴旋轉(zhuǎn)攪拌蒸干;③ 對蒸干后的粉末進行低能球磨,轉(zhuǎn)速為200 r/min,時間為2 h;④ 對球磨后的粉末進行干燥處理;⑤ 將干燥后的石墨烯、Ti60混合粉末裝入直徑為50 mm的石墨模具中,采用80T-20型等離子燒結(jié)爐進行燒結(jié),燒結(jié)溫度為1000 ℃,壓力為45 MPa,保溫時間為5 min,最終得到含有0.1%石墨烯的石墨烯/Ti60復(fù)合材料。圖2為石墨烯/Ti60復(fù)合材料制備工藝流程圖。為了便于比較,采用同樣的燒結(jié)工藝制備Ti60合金樣品。

        圖2 石墨烯/Ti60復(fù)合材料制備工藝流程圖

        從燒結(jié)樣品上切取8 mm厚圓坯,放入加熱爐中加熱至900 ℃并保溫20 min。采用二輥實驗冷熱軋機進行熱軋,軋制變形率為75%,最終得到厚度為2 mm的樣品。

        采用線切割從燒結(jié)樣品和軋制樣品上切取金相試樣與拉伸試樣。金相試樣經(jīng)機械拋光后,用混酸腐蝕液(HF、HNO3、H2O體積比為1∶3∶5)腐蝕。采用AxioVert.A1型金相顯微鏡(OM)進行微觀組織觀察。采用UTM5105X電子萬能試驗機進行室溫和600、700 ℃高溫拉伸性能測試,拉伸速率為0.5 mm/min。采用JEOL JSM-7500F掃描電子顯微鏡(SEM)觀察混合粉末形貌及拉伸試樣斷口形貌,并用其附帶的能譜儀(EDS)分析微區(qū)成分。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 粉體形貌

        圖3為經(jīng)過球磨后石墨烯/Ti60混合粉末的SEM照片。從圖3a可以看出,大部分Ti60合金粉末保持球形,僅有少部分發(fā)生局部微變形。從圖3b可以看出,石墨烯納米片緊密貼合在Ti60合金粉末表面。由于石墨烯的添加量僅為0.1%,故未發(fā)現(xiàn)石墨烯有團聚現(xiàn)象。

        圖3 石墨烯/Ti60混合粉末的SEM照片

        2.2 顯微組織

        圖4為燒結(jié)態(tài)及熱軋態(tài)Ti60合金和石墨烯/Ti60復(fù)合材料的金相組織。從圖4可以看出,燒結(jié)態(tài)下,Ti60合金以針狀α相和β相組成的魏氏組織為主,并有少量的網(wǎng)籃組織,石墨烯/Ti60復(fù)合材料則以網(wǎng)籃組織為主,魏氏組織較少。相比Ti60合金,石墨烯/Ti60復(fù)合材料的原始β相尺寸減小,α相尺寸增大,這主要是因為碳元素為α相穩(wěn)定元素,加入石墨烯后促進了α相的形成[16]。經(jīng)過熱軋加工后,Ti60合金的針狀α相沿軋制方向被破碎成不連續(xù)的棒狀,而石墨烯/Ti60復(fù)合材料中的α相則沿著軋制方向被拉長成細條狀。

        圖4 不同狀態(tài)下Ti60合金和石墨烯/Ti60復(fù)合材料的顯微組織

        2.3 力學(xué)性能

        圖5為熱軋態(tài)Ti60合金和石墨烯/Ti60復(fù)合材料在不同溫度下的拉伸性能。從圖5可以看出,隨著溫度的升高,Ti60合金和石墨烯/Ti60復(fù)合材料的拉伸強度呈降低趨勢,延伸率呈升高趨勢。石墨烯/Ti60復(fù)合材料的室溫抗拉強度為1353.0 MPa,相比Ti60合金提高了9.24%;延伸率為5.37%,相比Ti60合金略微降低。在600 ℃下,石墨烯/Ti60復(fù)合材料的抗拉強度為746.6 MPa,相比Ti60合金提高了9.46%。在700 ℃下,石墨烯/Ti60復(fù)合材料抗拉強度為391.7 MPa,相比Ti60合金僅提升了2.99%。

        圖5 熱軋態(tài)Ti60合金和石墨烯/Ti60復(fù)合材料在不同溫度下的拉伸性能

        2.4 斷口形貌

        圖6為熱軋態(tài)Ti60合金和石墨烯/Ti60復(fù)合材料在不同溫度下的拉伸斷口形貌。室溫下,Ti60合金斷口由較淺的韌窩及少量的撕裂脊組成(圖6a),斷裂模式為典型的韌脆混合斷裂。高溫下,Ti60合金斷口中韌窩尺寸變小且數(shù)量顯著增加(圖6b),斷裂模式為典型的韌性斷裂。石墨烯/Ti60復(fù)合材料的室溫拉伸斷口中存在大量撕裂脊(圖6c),但高溫拉伸斷口中沒有明顯的撕裂脊,斷口由凹凸不平的韌窩組成(圖6d),表現(xiàn)出更好的韌性。

        圖6 熱軋態(tài)Ti60合金及石墨烯/Ti60復(fù)合材料的拉伸斷口形貌

        從圖6c、6d還可以看出,石墨烯/Ti60復(fù)合材料的室溫和高溫斷口中存在一些細小的顆粒。對這些顆粒進行能譜分析,結(jié)果顯示其主要由Ti和C組成,且Ti和C的原子比約為1∶1,故該顆粒物極可能為TiC[17]。Huang等[18]研究表明,石墨烯/Ti60復(fù)合材料力學(xué)性能的提升主要歸因于TiC形成的彌散強化。

        另外,對石墨烯/Ti60復(fù)合材料室溫和高溫拉伸斷口的多個視場進行分析,均未發(fā)現(xiàn)石墨烯,表明所添加的石墨烯與鈦基體反應(yīng)完全。

        3 結(jié) 論

        (1) 在Ti60合金粉末中添加0.1%的石墨烯,采用放電等離子燒結(jié)法成功制備出石墨烯/Ti60復(fù)合材料。

        (2) 石墨烯的加入能夠細化石墨烯/Ti60復(fù)合材料晶粒,減小原始β相尺寸,增大α相尺寸。

        (3) 經(jīng)熱軋加工后,石墨烯/Ti60復(fù)合材料在室溫、600 ℃和700 ℃的抗拉強度分別為1353.0、746.6和391.7 MPa,相比Ti60合金分別提高了9.24%、9.46%和2.99%。

        猜你喜歡
        力學(xué)性能復(fù)合材料
        反擠壓Zn-Mn二元合金的微觀組織與力學(xué)性能
        Pr對20MnSi力學(xué)性能的影響
        云南化工(2021年11期)2022-01-12 06:06:14
        金屬復(fù)合材料在機械制造中的應(yīng)用研究
        纖維素基多孔相變復(fù)合材料研究
        Mn-Si對ZG1Cr11Ni2WMoV鋼力學(xué)性能的影響
        山東冶金(2019年3期)2019-07-10 00:54:00
        民機復(fù)合材料的適航鑒定
        復(fù)合材料無損檢測探討
        電子測試(2017年11期)2017-12-15 08:57:13
        MG—MUF包覆阻燃EPS泡沫及力學(xué)性能研究
        中國塑料(2015年12期)2015-10-16 00:57:14
        INCONEL625+X65復(fù)合管的焊接組織與力學(xué)性能
        焊接(2015年9期)2015-07-18 11:03:53
        TiO2/ACF復(fù)合材料的制備及表征
        免费国产一级片内射老| 亚洲av片在线观看| 国产成人无码免费看片软件| 国产福利视频在线观看| 国产成人无码区免费网站| 日韩欧美亚洲国产一区二区三区| 三级网站亚洲三级一区| 午夜成人理论福利片| 小sao货水好多真紧h视频| 最新亚洲无码网站| 亚洲乱码中文字幕三四区| 国产精品白浆在线观看免费| 精品香蕉久久久爽爽| 国产午夜精品久久久久九九| 熟女免费视频一区二区| 国产专区一线二线三线码| 国产av一区二区三区日韩| 人妻少妇精品一区二区三区| 男男亚洲av无一区二区三区久久| 免费va国产高清大片在线| 精品2021露脸国产偷人在视频| 日韩精品成人一区二区三区久久久| 我要看免费久久99片黄色| 成人毛片一区二区| 中文字幕大屁股熟女乱| 日本一道本加勒比东京热| 日韩视频在线观看| 3344永久在线观看视频| 国产成人亚洲综合无码DVD| 亚洲人妻av综合久久| 亚洲色偷偷偷综合网| 乱子伦视频在线看| 国产女主播强伦视频网站| 中文字幕乱码在线人妻| 婷婷亚洲久悠悠色悠在线播放| 色欲AV成人无码精品无码| 国产精品久久婷婷六月丁香| 在线观看视频播放| 国产综合色在线视频| 国产麻豆极品高清另类| 欧美性猛交xxxx免费看蜜桃|