原位自生颗粒增强BH135活塞材料的组织与高温力学性能研究

合集下载

原位增强Al-4.5Cu合金的高温干摩擦磨损行为研究

原位增强Al-4.5Cu合金的高温干摩擦磨损行为研究

试样 在 5 3℃ 固溶 1 3 2—1 ,6 6h 15℃时效 7h。
1 2 高温 磨损试 验 .
将复合材料试棒加工成 6 m× 8m 4m 1 m的圆销状
试样 , 端面粗 糙度 R 口为 04 m。 . 摩 擦 副 材 料 为 球 墨铸 铁 L S Q -5 -0 Z G T501 ,加 工 成
铸造 A4.C l 5 u合 金熔 体 中 , 以发生 原位 反应 , 强相 可 增
中将纯铝锭 、1 0 u A- C 合金按 A-.C 合金的化学计量 5 l 5u 4
比配好后 放入 电阻 炉 中熔 化 , 过 热 到 9 0o 无 水 反 并 5 C, 应 添加物 用 铝 箔 包 裹 分 批 加 入 熔 体 中 , 用 石 墨 棒 搅 并
T 3 1T 2 1 B 3 ;G 9 文献标 志码 A 文章编号 10 2 4 (06 0 0 1 0 0 1— 2 9 20 ) 8— 5 5— 3 中图分类号
颗粒增强铝基复合材料由于具有 比强度高 、 比刚度
高、 耐磨蚀 和导 热能 力强 等优 点 , 在航 空航 天 、 汽车工 业 等 领域 有着 广 阔 的 应 用 前 景 。特 别 是 在 刹 车 系统 ( 包 括 刹车 盘 、 车片 等 ) 发 动机 活 塞 、 制杆 、 刹 , 控 汽缸 套 、 转
维普资讯


复 合 材 料
种铸造及有色合金 20 年第 2 06 6卷第 8 期
原位 增 强 A 一. u合 金 的 高 温 干摩 擦 磨 损 行 为 研 究 I 5 4 C
梁 艳峰 周敬 恩 董晟全 杨 通
( .西安 交通 大学 ;.西安 工业学 院) 1 2
I 硬度( B 为 20 x m, H ) 4 。在 M D 1G高温材料摩擦磨 M . 0

高强耐热Al-Si活塞合金的研究的开题报告

高强耐热Al-Si活塞合金的研究的开题报告

高强耐热Al-Si活塞合金的研究的开题报告一、研究背景与意义汽车行业对于发动机部件的要求一直都是高强度、高性能和高耐受性能。

而发动机中,活塞是发动机气缸最大的部件,承受着活塞环转动、气缸高温高压等复杂的工况环境,因此活塞材料的性能是影响整个发动机性能的重要因素。

研究高强耐热Al-Si活塞合金,对于提高发动机的性能和寿命,具有重要的意义和应用前景。

二、研究目标和思路本研究旨在从以下三个方面入手,对高强耐热Al-Si活塞合金进行研究。

1. 材料制备:采用热压铸造工艺,制备需要的高强耐热Al-Si合金材料,通过热处理等方法提高材料的性能。

2. 材料性能研究:对合金材料进行显微结构、力学性能、热膨胀、耐热性等方面的测试和分析,探究其材料性能的影响因素,及满足发动机活塞的使用条件的标准。

3. 应用前景分析:结合汽车行业对于发动机活塞的需求和科学技术的发展,预测高强耐热Al-Si活塞合金在汽车行业的应用前景。

三、研究方法和步骤1. 合金材料的制备:选用Al-Si合金为主要原料,采用热压铸造工艺制备合金材料,通过热处理技术改善合金材料的性能。

2. 材料性能的测试和分析:应用显微结构分析、力学性能测试、热膨胀性能测试、耐热性测试等方法对合金材料的性能进行测试和分析,找出其具体的优点和不足,为后续材料改进提供数据支撑。

3. 应用前景的分析:结合汽车行业对于发动机活塞的需求和科学技术的发展,预测高强耐热Al-Si活塞合金在汽车行业的应用前景。

四、预期成果和意义本研究将提出一种新的高强耐热Al-Si活塞合金,具有以下优点:高强度、高稳定性、高耐热性、低热膨胀系数、优良的耐磨性能等。

本研究的成果,将有助于提高发动机的性能和寿命,为汽车行业提供可靠的活塞材料,具有重要的意义和广阔的应用前景,可以促进我国汽车行业的发展。

【设计】论文活塞设计

【设计】论文活塞设计

【关键字】设计BH135柴油机活塞的设计与分析技术中文摘要科技进步推动了内燃机行业的持续发展,发动机的强化指标逐渐提高,活塞及其组件所受的机械负荷与热符合也越来越高,它们的设计是否合理,将直接关系到内燃机的可靠性、寿命、排放、经济性等。

因此在已有条件下,通过真实有效地计算分析,得出有益的解决方案成为目前内燃机行业的首选课题。

内燃机严酷的内部温度环境和负荷条件使得传统的设计实验很难取得令人满意的效果,为确保设计目标的实现、为了适应不断增长的高压环境和提高产品的强度和耐久性要求以及设计中的寿命要求,需要采用先进的设计和分析手段,科学的分析活塞的结构对活塞寿命以及工作的可靠性的影响,设计品质优良的活塞,从而使内燃机更好地工作。

本文把计算机辅助工程建模仿真技术应用到活塞结构设计及校核的实例领域,通过三维建模和有限元分析方法,为活塞建立了合适的数字模型,从而预估产品的强度负荷及寿命水平等,提高其设计效率和科学性。

本文还描述了柴油机活塞的设计方法和过程,并通过对BH135柴油机活塞的三维建模和有限元分析的实例应用体现出计算机辅助工程技术在产品设计初期的优越性:即一方面建立一种基本的计算机分析模型,对其进行仿真模拟,从而指导产品设计;另一方面以此为虚拟分析平台并提供一些规范化或经验性的建模参考,同时也为提高企业在技术上的自主开发及创新能力而奠定基础。

关键词:内燃机;活塞设计;有限元分析;AbstractThe development of science technology forced the industry of internal-combustion engine to develop, the strength target of engine was gradually heightened, the mechanical and thermal load of pistonand subassembly of piston was higher and higher. Whether their design were in reason, related to the reliability、natural life、let 、economy and so on. Therefore, with own conditions, through true and effective calculation and analysis, getting useful project becomes the most important task of the industry of internal-combustion engine.In severe environment of the internal thermal and mechanical load, the experiment is difficult to get approving effect. For the sake of realization of design target, adapting increasing high pressure, improving strength、wear and natural life of product, needing to adopt advanced design and analysis measure, analyzing construct of piston is good for piston reliability and natural life. Designing piston with excellent quality improves engine to work better. The simulation method of CAE will be applied to the design and check field of piston structures in this article. Through the numeric analysis and FEM, the strength and fatigue life level etc, are estimated for the subassembly. The article describes the design method and process of diesel engine piston. The theory research and engineering application, show the superiority of CAE to product design: one is instructing the design through the computer analysis model; the other is to provide a modeling reference to virtual platform, and to promote the self-exploitation ability for the enterprise.Key words: Internal-combustion engine; Piston design; Finite element analysis;目录中文摘要英文摘要1.绪论2.设计要求3. 活塞的基本设计3 .1 活塞的选型3. 2 活塞的主要尺寸3.21 活塞的高度H3.22 压缩高度H13.23 顶岸高度h3.24 活塞环的数目及排列3.25 环槽尺寸3.26 环岸高度3.27 活塞顶厚度3.28 裙部长度H23.29 裙部厚度3.10 活塞销直径d和销座间隔B3.3 活塞头部设计3.4 活塞的裙部设计3.5 活塞销座的设计3.6 活塞与缸套的配合间隙3.7 活塞大体尺寸一.绪论汽车是现代化社会重要的交通运输工具,是科学技术发展水平的标志。

原位自生纳米Al3Ti/LY12复合材料的组织及性能

原位自生纳米Al3Ti/LY12复合材料的组织及性能

TEM ir s r e u e a e h ni a o e ts o M e o t u t r nd M c a c lPr p r i f LY l u i m l y Co p st e n o c d wih N f 3 r i l 2 Al m nu Alo m o ie R i f r e t l no AlTiPa tc e
维普资讯
2 8
TECH NO LO G Y
H o ok n c n lg 2 0 . tW r ig Teh oo y 0 2 No 2
原 位 自生 纳 米 Ai iL 2复 合 材 料 的 组 织 及 性 能 / Y1 T
郭永 春 ,李 建平 , 高宏 , 晟全 , 玉厚 , 忠 李 董 赵 杨
c do 4 Yon c un .LIdi pi g— h an— ng .LIGa0一 ong .DO NG e qu h Sh n— on ,ZHAO Yu— u ・YANG ong ho Zh
( ILeabharlann f Ma盯 S i t c & E g 、 ’ l s f Teh n Xi 洲 , l c .,X ’n 7 0 3 、 h , ) t ,o i 1 0 2 C i d m
( 西安 3业 学 院 材 料科 学 与 工程 系 .胰 西 西 安 7 0 3 ) - " 10 2 摘 要 :和 用 TO 粒 与 铝 台叠 液原 位 反 应 翩 备 了 A i YI i 颗 I /L 2复旨 材料 . 用 透射 电 子 显撒 镜 对其 搬 理 组 织特 T 采
征进 行 了研 究 , 耐试 了材 料 的室 温 拉 伸 强 度 、 性 与 冲 击 韧 廑 , 与 L 2台 金 进 行 比较 。 现 TO 与 L 2台 金 灌 反应 塑 并 YI 发 i Y1 后生 成约 4 t 0f ̄ l l的 A i 粒 , 散 分 布 在 L 2 体 音 金 中 , I i Y1 l 颗 T 弥 Y1 基 A /L 2界 面 良好 结 台 . 复音 材 料 的 强 度 、 性 、 r 使 塑

激光熔覆原位自生TiC颗粒增强镍基复合涂层的组织与耐磨性

激光熔覆原位自生TiC颗粒增强镍基复合涂层的组织与耐磨性

激光熔覆原位自生TiC颗粒增强镍基复合涂层的组织与耐磨性马世榜;夏振伟;徐杨;施焕儒;王旭;郑越【摘要】采用预置粉末法在45钢表面进行激光熔覆镍基Ni60A+x%(SiC+Ti)(质量分数,下同)复合粉末涂层的实验研究.使用往复式磨损试验机对不同涂层材料的熔覆层进行干摩擦磨损实验,利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)观察和分析熔覆层的显微组织与磨损形貌.结果表明:复合粉末通过原位反应生成弥散分布的TiC颗粒增强复合涂层,随着(SiC+Ti)含量的增加,颗粒状TiC的尺寸和数目逐渐增加;复合粉(SiC+Ti)含量达到60%时,微观组织有气孔和夹杂缺陷;复合粉(SiC+Ti)含量为48%时,熔覆层耐磨性最佳;复合涂层的磨损主要为磨粒磨损,机理为微观切削和挤压剥落.%Laser cladding of Ni-based Ni60A+x% (SiC+Ti)(mass fraction,the same below) composite powder coating on 45 steel substrate was studied by using the method of preplaced powder.The dry friction and wear experiments of different material coatings were carried out by reciprocating friction wear tester.The microstructure and worn morphology of cladding layers were observed and analyzed by using metallographic microscope, scanning electron microscope(SEM) respectively.The results show that the prepared composite coating with dispersively distributed TiC enhanced particles are obtained in-situ, the size and number of the granular TiC gradually increase with the increase of the composite powder SiC+Ti.When the composite powder SiC+Ti reaches 60%, pores and inclusions defects exist in microstructure.When the composite powder SiC+Ti reaches 48%, wear resistance of cladding coating is the best.Thewear behavior of the composite coating is abrasive wear, and the mechanism is micro cutting and extrusion spalling.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2017(045)006【总页数】7页(P24-30)【关键词】激光熔覆;原位自生;TiC;耐磨性;强化机理【作者】马世榜;夏振伟;徐杨;施焕儒;王旭;郑越【作者单位】中国农业大学工学院,北京 100083;南阳师范学院机电工程学院,河南南阳 473061;中国农业大学工学院,北京 100083;中国农业大学工学院,北京100083;中国农业大学工学院,北京 100083;中国农业大学工学院,北京 100083;中国农业大学工学院,北京 100083【正文语种】中文【中图分类】TG115.5+8激光熔覆原位自生技术是指采用激光加工工艺,利用不同元素或化合物之间熔融状态下发生化学反应,在金属基体内生成一种或几种陶瓷相颗粒,以达到改善单一金属合金性能的方法[1-3]。

原位Al3Ni颗粒增强A356基复合材料的显微组织与耐磨性能研究

原位Al3Ni颗粒增强A356基复合材料的显微组织与耐磨性能研究
(1.江苏大学 材料科学与工程学院,江苏 镇江 212013;2.江苏省高端结构材料重点实验室,江苏 镇江 212013)
摘 要: 通 过 AlGNi2O3体 系 熔 体 反 应 法 制 备 Al3Ni 颗粒增强 A356 基 复 合 材 料,并 研 究 了 材 料 显 微 组 织 和耐磨性能.结果表明,Al3Ni颗粒在5%(质 量 分 数) Al3Ni/A356 复 合 材 料 中 的 形 貌 为 细 小 的 点 状,在 10%(质量分数)Al3Ni/A356 复 合 材 料 中 呈 不 规 则 的 块状和弯 曲 的 条 状,在 20% (质 量 分 数 )Al3Ni/A356 复合材 料 中 的 形 貌 为 圆 球 形,其 中,5% (质 量 分 数 )
粉压制成预制 块,成 功 制 备 了 AlGNi金 属 间 化 合 物 增 JEOLGJSMG7001F)观察试 样 微 观 组 织;另 取 一 组 试 样
强铝基复合材 料.前 者 利 用 熔 体 反 应 法,使 用 挤 压 铸 用金相砂纸研磨到1000 目 后,通 过 球G盘 式 摩 擦 磨 损
造制备了 Al3Ni颗粒增强 Al基复合材料,该工艺 可 以 获得高 体 积 分 数 的 增 强 体;后 者 在 加 入 高 体 积 分 数
但是两者制备 的 材 料 中,增 强 体 偏 聚 严 重,气 孔、 缩松等缺陷多.AiYinglu[8]将不同体积比的 Ni2O3和 Al粉 压 制 成 预 制 块,利 用 微 波 合 成 加 热 方 法 制 备 出 Al3Ni/Al复合材料.该材料 中 Al3Ni颗 粒 分 布 均 匀, 尺寸细小,但是 在 微 波 合 成 的 过 程 中 容 易 造 成 熔 体 过 热或体系反应 不 完 全. 而 在 原 位 合 成 法 中,AlGNi2O3 体系熔体反应法和重力铸造成型过程具有加热温度准

河南科技大学研制成功自生纳米Al2O3陶瓷颗粒增强高温抗磨钼合金

河南科技大学研制成功自生纳米Al2O3陶瓷颗粒增强高温抗磨钼合金

动 ,也就是说对驱 动光 源的并无特殊要 求,因此可 以广泛应 用。这是迄今为止 科学 界第一次用光推动一 个宏 观物体并实
据 了解 , 合 金 室 温 显 微 硬 度 达 到 Hv 4 0 0 ,其 硬 质 相 氧化铝的颗粒尺寸为 5 0 0 n m 左 右 ,与钼 基 体 界 面 结 合 良
或者 i P h o n e就采用这种导热材料 。
经过 3年 的研究 ,获 得 了一种特 殊 的石 墨烯 材料 ,这种 材 料可 在包 括太 阳光在 内的各种 光源 照射 下驱 动飞 行 ,其获
得 的驱 动力是 传统光压 的 1 0 0 0倍 以上 , “ 光 动”飞行 或将
河 南科技大学研 制成功 自生纳米 A l 2 0 3 成为可 能。 南开大学功能 高分 子材料教育部重点 实验 室研 究人员将 陶瓷颗粒增强高温抗磨钼合金
■ I 中 国 粉 体 工 业2 0 1 5 N o . 4
T Z M 合金 和稀 土钼 合 金 。
本项 目研究 的新一代 高温耐磨钼合 金可打破国外封锁 ,
有 效降低高性能钼合 金产品的进 口依赖 性 ,满足航空航天 、
冶 金 、 化 工 、 电子 等 行 业 发 展 的 需 要 ,相 关 产 品 已在 多 家 企
J I I : t : 成功制备石墨烯橡胶纳米复合材料
于橡胶复合材料 的应用潜力 。
该技术制备 的石 墨烯橡胶复合 材料力学性能优异 ,且具
“ 光 压 ”是射 在 物体 上 的光所 产生 的压 强 。然而 ,来 自光 有高 的电导 率和气体 阻隔性 ,可广泛应用于高 品质 轮胎、特
压 的驱 动力微乎 其微 , 远不能 满足航空和航 天的负 载要 求 。 殊密封圈 、高性能减震器 和橡塑复合材料等 。

原位TiB2颗粒增强ZL205铝基复合材料组织控制

原位TiB2颗粒增强ZL205铝基复合材料组织控制

原位 TiB2颗粒增强 ZL205 铝基复合材料组织控制摘要:通过混合盐反应内生的方法在ZL205铝合金基体中引入TiB2颗粒增强相,研究了TiB2颗粒增强ZL205复合材料铸态和热处理态的显微组织。

研究表明:TiB2颗粒增强ZL205复合材料基本相组成为α-Al相、CuAl2相及TiB2颗粒。

TiB2颗粒内生,改善了二者间的润湿性,促进分散,同时将颗粒增强体尺寸控制在1μm以下。

复合材料坯体挤压,利用晶粒之间的滑动促进颗粒分散,挤压后再进行热处理,促进了颗粒的进一步分散,TiB2颗粒团聚得到改善。

关键词:铝基复合材料;原位生成;微观组织引言金属基复合材料由于膨胀系数低、比刚比强度高等特点,在车辆载具、飞行器和3C电子等行业具有广阔应用前景,其中,颗粒增强铝基复合材料由于具有较低的原材料价格、良好的微观结构、稳定的各向同性性能、简单的制备加工过程等优点,是铝基复材的重要研究热点之一[1-2]。

TiB2颗粒作为增强体在铝基复合材料中备受关注,其具有熔点高、弹性模量高、强度硬度高,以及良好的导热、导电、腐蚀抗性等特点,目前被认为是理想的增强体,再者,TiB2颗粒原位生成具有粒径小、呈等轴状、表面洁净、界面稳定、润湿性好等特性,可提升铝基体的力学性能,已得到广泛的研究报道[3-4]。

Kumar S等人[5]发现,原位合成TiB2/Al7Si复合材料的弹性模量相比母材合金有明显提高。

Han等人[6]通过原位反应法制备TiB2/Al-Si合金复合材料,显著改善了增强相在基体中分布情况。

Wang等人[8]通过改良熔盐法,制备出TiB2/Al复合材料并研究了Ti、B元素收得率。

王浩伟等人[3]通过研究复合材料性能与增强颗粒尺寸、分布均匀性、体积分数等因素的关系,获得复材屈服强度与增强颗粒体积分数关联模型。

目前原位TiB2增强铝基复合材料的研究工作主要聚焦在材料的制备方法及室温力学性能上,基体材料则多为Al-Si系铝合金,较少报道ZL205为代表的Al-Cu系高性能铝合金材料的显微组织和高温力学性能的研究。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

K T i F 6 )i n t o m o l t e n 7 B H1 3 5 a l l o y .O p t i c a l m i c r o s c o p y a n d S c a n E l e c t r o n i c mi c r o s c o p y( S E M)w e r e a .
e f f e c t 。
Ke y wo r d s:AI c o mp o s i t e Mi c r o s t r u c t u r e Hi g h t e mpe r a t u r e t e n s i l e p r o p e r t y
铝基复合材料具有高 比强度 、高比模量、高比 刚度 ,在 航空航 天 、国防 、工业 等领 域有 着广 泛 的
应用 。铝基 复合 材 料 的传 统 制 备 方 法有 搅 拌 铸 造 、 真空 压力 浸渍 、粉末 冶金 等 。这 些制 备方 法通 常采 用外 加增 强颗粒 到 铝合金 基体 中,因此不 可避 免 的 存在 着增 强颗粒 与基 体浸 润性 差 ,界面反 应难 以控
制 ,增强 颗粒分 布不 均匀 等缺 陷 ,影响 了复合 材料


( 上 海 交通 大学 ) [ 摘 要 ]将 K F B 4 、K 2 T i F 6混合 盐加入 到 B H1 3 5合 金 熔体 中通 过 原位 合 成反 应 制 备 了 T i B 2
颗 粒增 强 B H 1 3 5铝 基 复合 材料 。光 学显微 镜 、 扫描 电子 显微 镜 对材 料 的微观 组 织结 构 分析 表 明 T i B 2颗粒 尺寸在 2 0 0 n m 左右 ,其均 匀分 布与 晶界及 仅一A 1 初 晶 内。 高 温拉 伸试 验 表 明 复合 材 料 在3 0 0 7 C的抗 拉 强度较 基体 合金 提 高 了 3 0 % ,其值 为 1 6 0 MP a ,且 复合 材 料 的 断 裂 方式 为 韧 性
d a p t e d t o a n a l y s i s mi c r o s t r u c t u r e o f t h e c o mp o s i t e . Th e s i z e o f i n —s i t u Ti B2 p a r t i c u l a t e s wa s a b o ut
l o y be c a u s e o f t h e o c c u r r e n c e o f Ti B2,i t s v a l u e i s a b o u t 1 6 0MPa .Th e f r a c t u r e a p pe a r s t o h a v e a d u c t i l e c ha r a c t e r . Th e s t r e n g t h e n i n g me c h a n i s ms ma i n l y i n v o l v e d i s l o c a t i o n e f f e c t ,d i s p e r s i o n e f f e c t a n d r e in f i n g
2 0 0n m wh i c h we r e ma i n l y d i s t ib r u t e d a l o n g t he g r a i n b o u n d a r y r e g i o n a n d s o me we r e d i s t ibu r t e d wi t h i n仅
机 不断 增加 的高爆 压需 求 。 因此 ,本 研究 结合 原位 自生铝 基 复合 材 料 的优 点 ,采 用 B H1 3 5耐 热 铝 合 金 为基 体 ,使 用 混 合 盐法 制 备 原 位 合 成 T i B 2颗 粒 增强 B H1 3 5铝 基 复合 材 料 ,并 对 复 合 材 料 的结 构 与高温 力学 进行 了研 究和 讨论 。

峰 :原位 自生颗粒增 强 B H1 3 5活塞材 料的组织 与高温力学性能研究
2 5
原 位 自生颗 粒 增 强 B H1 3 5 活 塞 材 料 的组 织 与 高温 力 学性 能 研 究
Mi c r o s t r u c t u r e a nd h i g h t e mp e r a t ur e me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f i n s i t u Ti B2 /BH 1 3 5 c o mp o s i t e

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A1 d ur in g s o l i di ic f a t i o n . Th e t e ns i l e s t r e n g t h o f c o mp o s i t e a t 3 0 0 7 C wa s mu c h hi g h e r t ha n BH 1 3 5 a l —
断裂。 复合材料 高温性 能提 高的机理 在 于原位 自生纳米级 颗 粒的加 入 ,提 升 了复 合材 料 晶界 及 0 【

A l 初 晶的 高温 强度 。
[ 关键 词 ] 原位 自生
铝基 复合 材料
显微 组 织 高温 力争 性能
A b s t r a c t :I n s i t u T i B 2 /B H1 3 5 c o m p o s i t e w a s s y n t h e s i z e d t h r o u g h a d d i n g m i x e d s a l t s( K F B 4 a n d
相关文档
最新文档