原位硼化钛增强喷射沉积锌铝合金的组织性能研究

【摘要】锌铝合金具有优良的力学性能和摩擦磨损性能,可用其替代铜合金及铝合金来制备轴承、轴瓦、轴套等耐磨构件。我国锌资源丰富,铜资源紧张,立足富有资源,加大锌铝合金的研究开发,以其替代价格昂贵的铜合金产品,将会产生显著的经济效益。本论文通过喷射沉积与原位反应相结合的方式制备了TiB2/Zn-30Al-1Cu复合材料。进行了热力学计算,确定了Al-Ti-B反应体系中各生成物的热力学稳定性。采用OM、SEM、TEM、XRD、DSC、硬度测试、室温拉伸测试、摩擦磨损测试等分析测试手段,研究了TiB2/Zn-30Al-1Cu复合材料铸态、沉积态、挤压态及热处理后的组织,并且对材料的性能进行了评价。Al-Ti-B体系中存在的反应主要有Al(1)+2B=AlB2(s),Ti+3A1(1)=Al3Ti(s),Ti+2B=TiB2(s)。通过热力学计算,结果发现生成TiB2的物质吉布斯自由能最低,即TiB2在热力学条件下是最稳定的。熔体中AlB2和Al3Ti会通过反应AlB2(s)+Al3Ti(s)=TiB2(s)+4Al(1)向TiB2转变。TiB2/Zn-30Al-1Cu复合材料沉积态组织细小,消除了铸态组织中存在的低熔点共晶相。沉积态组织主要由初生α’相,片层状、胞状及粒状α+η却组织,以及近球形的TiB2颗粒组成。α’相中有较多黑色析出物,经衍射花样标定为η-Zn相,说明α’相有向α+η转变的趋势。在360℃进行不同时间的固溶处理,结果发现Zn-30Al-1Cu合金在加热10分钟后晶粒开始长大,而TiB2/Zn-30Al-1Cu复合材料由于TiB2颗粒的引入,组织稳定,加热20h后晶粒才开始长大。由于TiB2颗粒的引入,在热处理前后复合材料的硬度及强度均较Zn-30Al-1Cu有显著提高。经过固溶热处理的TiB2/Zn-30Al-1Cu复合材料抗拉强度最高可达450MPa,延伸率达到21.5%,具有优良的综合力学性能。对TiB2/Zn-30Al-1Cu,锡青铜、锡基巴氏合金、铅基巴氏合金四种材料在于摩擦条件下进行摩擦磨损实验,结果发现TiB2/Zn-30Al-1Cu复合材料的耐磨减磨性能略低于锡青铜,比锡基巴氏合金和铅基巴氏合金优越。
【作者】张强；
【导师】王锋；
【作者基本信息】北京有色金属研究总院，材料科学与工程，2014，硕士
【关键词】喷射沉积；原位反应；Zn-30Al-1Cu；TiB2；微观组织；性能；

【参考文献】
[1]崔宇清.基于平面度原位检测的可调铣削夹具设计[D].山东大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[2]曹治将.网络折价促销对消费者感知价值影响研究[D].安徽大学,工商管理,2014,硕士.
[3]王国朕.社会网络对大学生职业生涯规划的影响研究[D].吉林大学,企业管理,2014,硕士.
[4]李鹏.公路隧道施工期间围岩安全性动态评价方法研究[D].西南交通大学,建筑与土木工程,2014,硕士.
[5]肖军.国家体育场经营问题分析与对策研究[D].首都经济贸易大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[6]蔡臻欣.客户导向与银行卡营销高地的构筑[J].中国信用卡,2004,03:32-36.
[7]鲁超群.功能材料对基于CuPc/C_(60)有机小分子太阳能电池的影响[D].河北大学,光学工程,2014,硕士.
[8]马楠.从戏剧叙事到视觉盛宴[D].河北大学,广播电视艺术学,2014,硕士.
[9]尚金成.中国电力市场体系模式设计(一)互联电网电力市场设计[J].电力系统自动化,2010,08:49-55.
[10]李小辉.论防卫性商标的司法认定[D].华中科技大学,民商法学,2013,硕士.
[11]吴思源.曲面工件超声自动检测中若干关键技术研究[D].浙江大学,2006.
[12]徐启.非震结合油藏非均质性刻画及在朝阳沟油田二三类区块中应用[D].东北石油大学,矿产普查与勘探,2014,博士.
[13]季建东.中国工商银行江苏省分行实施客户关系管理的系统分析[D].南京理工大学,2002.
[14]冯卫东.聘任制背景下高校教师工作不安全感与敬业度和工作绩效关系研究[D].西南财经大学,劳动经济学,2014,博士.
[15]贺志飚.Sirt1通过血红素氧化酶-1调控脓毒症内皮细胞自噬对凋亡的影响[D].中南大学,临床医学,2014,博士.
[16]冷明师.科幻艺术中飞行器的形态研究与雕塑创作[D].山东工艺美术学院,美术,2014,硕士.
[17]熊雅莉.区域经济背景下人力资本水平与产业集群竞争力相关性分析[D].青岛大学,人口、资源与环境经济学,2013,硕士.
[18]李犇.锡钴合金间隙固溶模型的嵌锂第一性原理研究[D].辽宁工程技术大学,2013.
[19]高北.鱼类来源的两种抗菌肽BPI和LEAP2的cDNA克隆及重组表达载体的构建[D].上海海洋大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[20]王晓慧.论《鹿特丹规则》与其他货运公约冲突的解决[D].大连海事大学,法学,2013,硕士.
[21]陆佳士.基于供应链金融缓解中小企业融资困境[D].复旦大学,金融学,2012,硕士.
[22]李传贵.纳米储氢材料贮存使用安全评估方法研究[J].中国安全科学学报.2003(09)
[23]钱春华.黄土塬地区强横向变速构造成像方法应用研究[D].成都理工大学,固体地球物理学,2013,硕士.
[24]李沁鹏.瘦素及其受体在膀胱肿瘤组织中的表达及意义[D].山西医科大学,泌尿外科学,2013,硕士.
[25]高强.辽宁省运动训练专业学生品行量化考核体系构建[D].沈阳体育学院,思想政治教育,2014,硕士.
[26]刘晓洪.胃癌患者手术前、后血清VEGF及NO检测的临床意义[D].苏州大学,肿瘤学,2003,硕士.
[27]刘建恒.载骨形态发生蛋白2功能多肽可注射硫酸钙/矿化胶原骨修复材料的研究[D].中国人民解放军医学院,外科学,2013,硕士.
[28]欧春平.温肾疏肝汤治疗肾虚肝郁型月经后期临床观察[D].北京中医药大学,中医妇科学,2013,硕士.
[29]杨燕,文福拴,王洁,李力,王珂,高超.计及关键支路的输电断面自动确定方法[J].电力系统自动化,2012,14:6-10.
[30]陈昌杰.NOVON类生物降解塑料[J].上海包装.2002(02)
[31]张莉.基于支持向量机的长绒棉分类研究[D].新疆大学,纺织科学与工程,2013,硕士.
[32]蒙磊.股骨颈骨折内固定模型三维重建及其生物力学分析[D].华中科技大学,固体力学,2013,硕士.
[33]热娜古丽·克热木.加工中石榴汁营养成分及抗氧化活性的变化[D].新疆农业大学,食品科学,2012,硕士.
[34]王洪升.内镜下黏膜切除治疗早期胃癌的临床研究[D].青岛大学,内科学,2013,硕士.
[35]王静.189例血液透析患者rHuEPO低反应性影响因素分析[D].大连医科大学,内科学,2012,硕士.
[36]张眉芳.农村重性精神病人公共卫生服务利用研究[D].华中科技大学,社会医学与卫生事业管理,2013,硕士.
[37]严钏.我国城市土地储备制度建立和运行研究[D].华东师范大学,政治经济学,2004,硕士.
[38]陈刚.基于多案例分析的创业学习对新创企业绩效的影响研究[D].吉林大学,工商管理,2012,硕士.
[39]乔桢.集成学习多样性研究[D].大连海事大学,软件工程,2014,硕士.
[40]刘永.华海公司服务改善研究[D].湖南大学,工商管理,2011,硕士.
[41]王卫朝.软件白盒监控技术研究[D].西南交通大学,2004.
[42]高进良.转录因子SOX11基因甲基化在鼻咽癌发生发展及转移中的作用[D].广州医科大学,耳鼻咽喉科学（专业学位）,2014,硕士.
[43]王梦瑜.基于J2EE平台的政府采购管理系统[D].吉林大学,软件工程,2014,硕士.
[44]肖旭华.米渣及米渣蛋白对鲢鱼糜凝胶特性和冻融稳定性的影响[D].华中农业大学,食品科学,2014,硕士.
[45]庞洪泉.甜菜NBS-LRR类抗性基因序列分析及其转基因体系研究[D].浙江大学,作物遗传育种,2004,硕士.
[46]罗德兴.太阳能视频监控系统的设计与实现[D].厦门大学,软件工程,2014,硕士.
[47]张阳.乌梁素海萘降解细菌的分离、鉴定与降解特性的研究[D].内蒙古农业大学,微生物学,2012,硕士.
[48]金冰洁.经口内镜下肌切开术（POEM）治疗贲门失弛缓症20例疗效及随访[D].山东大学,内科学（专业学位）,2013,硕士.
[49]何智娟.催化电位滴定法在微量元素分析中的应用研究[D].河南大学,分析化学,2004,硕士.
[50]嵇霆.关于民用舆情监测系统项目设计与实施研究[D].南京邮电大学,项目管理（专业学位）,2012,硕士.