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纯铜双辉等离子渗钛、镍表面合金化研究

本文是采用双层辉光离子渗金属技术在纯铜基材上发展新型实用的耐磨、耐氧化、耐腐蚀表面合金层的应用基础研究。以显著提高纯铜材料表面性能和服役寿命为目的,从保持纯铜良好的传导性能的实际需要出发,利用双层辉光离子渗金属技术在纯铜基材上渗钛、渗镍,成功制备了Cu-Ti,Cu-Ni合金层,证实了双层辉光离子渗金属技术在纯铜表面形成具有特定功能铜合金层的可行性。在大量实验结果的基础上,确定了最佳工艺参数范围。同时结合SEM,EDS,XRD,TEM等手段,对合金层的显微组织形貌、相结构组成、成分分布进行了检测分析,详细研究了合金层形成过程、工艺参数的作用、扩散机制、Cu-Ti合金层固溶时效硬化机理等。对Cu-Ti合金层高温氧化性能、磨损性能,Cu-Ni合金层的电化学腐蚀性能及二者的表面阻抗性能的实验结果与纯铜作了对比分析。工艺参数对合金层表面溶质元素含量、溶质元素沿合金层厚度方向的分布、合金层总厚度及组织形貌有显著影响。气压在一定范围内,对工件  (本文共158页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
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纯铜微观组织调控及其对电化学和机械性能的影响

电化学机械抛光作为低压力条件下实现兼顾全局以及和局部平坦化的重要加工手段,在精密加工中具有广泛的应用前景。对于同种成分的材料,晶粒尺寸以及晶粒分布均匀性对电化学及机械性能具有显著影响。因此,提出纯铜微观组织调控方法,研究晶粒尺寸对电化学与机械性能的影响,具有重要的科学意义与工程价值。本文以工业T2纯铜作为研究对象,开展室温单轴压缩及热处理试验,建立纯铜再结晶及晶粒长大模型并拟合材料常数,研究初始晶粒尺寸、变形量、热处理温度和保温时间对纯铜微观组织演变的影响规律。基于有限元仿真软件DEFORM建立纯铜室温轧制及热处理过程的有限元模型,采用拟合的再结晶及晶粒长大模型,考虑实际加工过程中摩擦、传热等因素的综合影响,预测再结晶百分数及晶粒尺寸,获得制备均匀微米级晶粒的工艺流程。为扩展晶粒尺寸对电化学以及机械性能的影响研究的试验范围,采用室温下的表面机械碾磨处理,获得具有一定细化深度的梯度纳米材料,根据电子背散射衍射测量结果,处理后的表层...  (本文共59页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
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纯铜平面件真空装夹及飞切加工变形研究

纯铜材料由于刚度小、塑性大、导电率高等特点,广泛应用于现代电子信息业和国防工业等领域,如金刚石薄膜的制备、药型罩研制、制造大尺寸、低刚度的超光滑表面零件。而薄壁件加工也是机械制造领域一个重要的课题,薄壁件常用于航空航天、车辆工程、军工等领域。由于零件所要求的尺寸精度和位置精度很高,且其壁薄的特点使得自身刚度差、加工过程不易控制,产生的变形使零件加工误差偏大,加大了工艺难度。本文以弱刚性纯铜圆形薄壁平面件为研究对象,选用单点金刚石超精密飞切加工作为加工方式。通过结合静态装夹实验、切削实验、有限元仿真及理论解析法,分析了工件由真空装夹和切削加工引起的变形,为应力变形敏感类弱刚性构件的精密加工提供理论与技术支撑,主要工作和结论如下:(1)加工过程中通过真空吸盘实现工件的装夹,对不同厚度的纯铜平面件在不同吸附力作用下的变形展开研究,实验发现:装夹过程中,工件的变形随吸附力的增大而增大,随工件厚度的增大而减小,工件-吸具贴合情况对纯铜平面...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

广西大学
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应变控制下不同道次纯铜的循环力学行为研究

近几十年来,铜已广泛应用于电子工业、交通运输、建筑行业和航天航空等领域。但随着实际工况的复杂性和苛刻性,对铜的性能要求也越来越高,尤其是关于其强度和硬度。等径角挤压技术可以在不改变材料形状尺寸前提下使材料发生大塑性变形,细化晶粒,改善组织分布,显著提高材料的综合力学性能。而铜作为零件或构件,其必然会承受循环应力/应变的作用,为了保证材料的安全性能,必须对铜在循环载荷下的力学行为进行相应研究。因此本文以工业纯铜T2材料为研究对象,通过等径角挤压试验制备出不同挤压道次纯铜材料,对比分析不同道次纯铜在对称应变控制和非对称应变控制循环加载条件下的循环力学行为,同时采取EBSD微观表征技术对8道次纯铜循环加载前后的微观组织变化进行深入的分析和探讨。论文主要研究内容和创新如下:1.开展不同道次纯铜在对称应变控制下的循环加载实验,对比分析其在不同应变幅下的循环特性。包括循环稳定迟滞回线、形状系数和包兴格效应、塑性应变幅变化情况、Massing...  (本文共89页) 本文目录 | 阅读全文>>

青岛理工大学
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金属表面机械扭压处理研究

本文提出一种新型金属材料表面晶粒细化方法金属表面机械扭压处理(SMPT),该方法是将旋转的工具头压入金属试样表层,使材料表层金属在高压下围绕工具头流动产生剧烈剪切塑性变形,从而达到细化表层金属晶粒。为了验证SMPT的可行性,分别以T2纯铜以及AZ31B镁合金为研究对象,利用SMPT工艺处理两种材料的表层,发现纯铜晶粒尺寸由退火态的100μm细化到10μm左右,镁合金则由21μm细化到4μm左右,证实了利用SMPT工艺制备超细晶表面材料的可行性;通过扫描电镜观测T2纯铜经SMPT处理后纵截面的金相发现晶粒尺寸呈梯度分布,依次是细晶层、变形层和粗晶区。采用显微硬度、摩擦系数、拉伸性能实验,研究SMPT工艺处理后试样力学性能的变化。对SMPT处理前后的试样进行硬度测试,T2纯铜由初始退火态的92HV提升到220HV,提高了140%,试样纵截面显微硬度值沿纵截面呈梯度分布;AZ31B镁合金表面显微硬度由83.28HV提高到了177HV;...  (本文共88页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安理工大学
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疲劳载荷作用下纯铜的表面形貌研究

目前几乎所有的疲劳控制技术都只适用于裂纹扩展阶段,对很多构件来说,疲劳初始阶段占90%以上的疲劳寿命,而疲劳初始阶段的寿命主要取决于循环载荷作用下材料塑性变形的不断消耗,滑移是塑性变形的主要机理,因此试样经历的塑性变形与滑移带的发展直接相关。本文希望通过研究材料疲劳过程中表面滑移带的发展演化规律及其对构件疲劳破坏的影响,探索一个能描述疲劳初始阶段材料损伤特征和能反映疲劳寿命早期材料错综复杂演化特征的实际测试方法,建立对疲劳初始阶段的定量认识。文中从对纯铜T2平板试样进行常规静载拉伸试验和缺口静载拉伸试验及不同加载工况的疲劳试验的断口研究出发,发现上述试样的断裂机理从静载拉伸的韧性断裂(孔洞正断和剪断)变为疲劳的解理脆断,表明试样在疲劳过程中塑性变形的能力被消耗。为表征和测试疲劳过程中塑性变形的消耗与疲劳周期的关系,通过光学显微镜直接观测和表面复型的扫面电镜(SEM)观测两种方法研究了加载至不同疲劳周期时试样表面滑移带和其他表面形...  (本文共59页) 本文目录 | 阅读全文>>