激光燃烧合成al-cu合金及掺杂钨精矿石粉末对组织性能的影响-effect of laser combustion synthesis of al - cu alloy and tungsten-doped fine ore powder on microstructure and properties.docx

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2018-05-28 发布于上海
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激光燃烧合成al-cu合金及掺杂钨精矿石粉末对组织性能的影响-effect of laser combustion synthesis of al - cu alloy and tungsten-doped fine ore powder on microstructure and properties

摘要本文采用激光燃烧合成技术，针对Al-Cu系粉末，利用金相显微镜（OM）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、以及显微硬度计等微观表征仪器及性能测试设备，研究了成分配比、压制压力和激光工艺参数对烧结合金显微组织、结构以及空隙率、硬度、耐磨性、腐蚀性能等的影响。结果表明：增加激光功率和延长作用时间可以提高组织均匀性，并促进致密化；产生的物相为CuAl2，Al4Cu9以及Al2O3等金属氧化物。在共晶成分（Cu质量分数为33.2%）点，当压坯相对密度为85%、激光工艺为950W30s时，合金的致密性和综合性能最佳。为进一步提高烧结合金的综合性能，研究了钨精矿石粉末的添加对Al-Cu系激光燃烧合成产物显微组织和性能的影响。结果表明：添加钨精矿石粉末可以促进Al-Cu合金组织细化及均匀性，提高其综合性能。合成的复合材料由纳米晶和高弥散分布的金属间化合物，以及较高韧性的基体相互夹杂复合组织构成。产生的物相为Al，Al4Cu9，Al5W，W以及Al2O3等金属氧化物。钨精矿石粉末含量为3%时，致密性，硬度及耐磨性得到显著提高，其中硬度和耐磨性分别提高1.5倍和2倍。关键词：激光；燃烧合成；Al-Cu；组织；性能AbstractInthisarticle,Al/CusystempowdercompactwasstudiedbyLasercombustionsynthesis.Influencesofcompositionratio,lasertechnologyparameters,pressingpressureonmicrostructure,porosity,hardness,wearandcorrosivewerestudiedbyOM,SEM,XRD,TEMandHardnessTester,etc.Itisshowedthatwiththepowerincreasingandtheroleoftimeextendingtheuniformityofsinteringalloysandeutecticcontentcanbeincreased,anddensificationcanbepromotedtoo.Phaseare:CuAl2，Al4Cu9andAl2O3etc.Whenthecompactsrelativedensityis85%andlasertechnologyparametersis950w30s,thealloyofdensityandpropertiesreachthebest,intheeutecticcomposition(massfractionofCuis33.2%).Inaddition,influencesoftungstenconcentratespowdersonmicrostructureandpropertiesofcombustionsynthesisAl-Cualloyswerestudied.ItisshowedthatdopedtungstenconcentratespowderscanpromoterefinementanduniformityofAl-Cualloysstructure,andimproveproperties.Thecompoundstructureiscomposedofnanocrystals,intermetallicofhighdispersionandmatrixphaseofhighertoughness.Phaseare:Al,Al4Cu9,Al5W,WandAl2O3etc.WhendopedTungstenconcentratespowderscontentis3%,density,hardnessandwearresistancewereincreasedsignificantly,andhardnessandwearresistanceincreasedby1.5timesand2times.KeyWords：Laser;combustionsynthesis;Al-Cu;microstructure;properties目录摘要..........................................................................................................................................IAbstract..................................................................................................