納米晶鎳鈷合金電沉積制備與電流輔助成形研究.pdf

1、近年來(lái)，納米材料及其超塑性成為科研領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)之一，在生產(chǎn)中也有較為廣泛的應(yīng)用。脈沖電沉積法制備的材料具有晶粒細(xì)小、致密度高等特點(diǎn)，使其受到科學(xué)工作者們的廣泛青睞，同時(shí)也為材料超塑性的研究提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。納米材料具有晶粒細(xì)小的特殊結(jié)構(gòu)，根據(jù)超塑性本構(gòu)方程可知細(xì)晶有助于低溫超塑性的實(shí)現(xiàn)。本文采用脈沖電沉積法制備了納米Ni-Co材料，研究了材料的組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能、V形件彎曲成形性能，通過(guò)超塑氣脹實(shí)驗(yàn)對(duì)納米Ni-Co材料在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下

2、的超塑性進(jìn)行了表征。
　　對(duì)添加劑的用量及制備工藝進(jìn)行研究，選擇具有最佳性能的納米Ni-Co材料作為后續(xù)試驗(yàn)的原材料，借助SEM、EDS、維氏硬度儀等對(duì)材料的表面形貌、組織、成分、硬度進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明制備的納米Ni-Co材料晶粒細(xì)小，組織致密，硬度較高，含Co量為1.14％，含S量為0.21%。
　　通過(guò)單向拉伸試驗(yàn)研究納米Ni-Co材料的室溫強(qiáng)度和高溫塑性，在應(yīng)變速率為1.67×10-3s-1的條件下，室溫延伸率較小

3、，為8.8%，具有較高的斷裂強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，其值分別為520MPa和580MPa；在500℃得到最高延伸率269%，即在熔點(diǎn)（1455℃）一半以下的溫度獲得了超塑性，說(shuō)明本材料具有低溫超塑性現(xiàn)象。
　　采用電阻加熱方式和爐溫加熱方式對(duì)材料的V形件彎曲成形性能進(jìn)行研究，分別討論了成形溫度、保壓時(shí)間、潤(rùn)滑條件三因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，分析后得出兩種加熱方式的實(shí)驗(yàn)規(guī)律類(lèi)似，在同一工藝參數(shù)下，回彈角度數(shù)值差異很小，得到V形件彎曲的最佳成形工

4、藝參數(shù)，為成形溫度500℃，保壓時(shí)間30s，無(wú)潤(rùn)滑劑。
　　采用電阻加熱方式和爐溫加熱方式對(duì)納米Ni-Co材料進(jìn)行超塑氣脹實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)復(fù)雜應(yīng)力下的超塑性。采用電阻加熱方式時(shí)在500℃得到最大高徑比0.6493，采用爐溫加熱方式時(shí)在480℃得到最大高徑比0.8146，借助SEM對(duì)其斷口、組織進(jìn)行觀察，對(duì)斷裂特征及雜質(zhì)粒子超塑性協(xié)調(diào)作用進(jìn)行分析，成形后晶粒由納米級(jí)長(zhǎng)大為微米級(jí)，電阻加熱方式對(duì)應(yīng)的晶粒大小差異很大，分布不均勻，晶粒軸比較小