短碳纤维增强镍铜基复合材料的制备与性能研究

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1、兰州大学2005属硕．11学位论文摘要镍基合金其有优良的耐蚀性，而且强度高、塑性好、易于冷热加工，是工业上常用的耐蚀材料。其中，镍铜合金是用量大、用途广的一类，最著名的NiCu合金是蒙乃尔(Monel)合金(约含70％Ni和30％Cu)，它兼有Ni和Cu的许多优点，在高温下有良好的抗氧化能力，在400℃以下不改变机械性能，成为电器工业、海轮制造业和医疗器械制造业中的重要材料。碳纤维具有高的比强度、高比模量、低密度、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变和热膨胀系数小等一系列优异性能，是一种重要的复合材料增强体。本研究采用粉末冶金法制备镍铜合金及短碳纤维增强镍铜基复合

2、材料，通过复烧方法强化其性能，然后通过Larson-Miller参数方程对材料进行热处理模拟。研究结果表明：1、适量碳纤维的加入能显著提高基体材料的性能，在碳纤维含量为8％时，硬度最高。2、若烧结时间相同，在一定的温度范围内，材料的硬度随着烧结温度的升高而增大。当在某一较低温度下烧结时，适当地延长烧结时间．也能提高烧结材料的性能。比如，烧结温度为1270℃烧结时间为1．5小时，8％Cf／NiCu复合材料的硬度为92．1HV，比1190℃烧结时提高了30．8％；1240℃烧结2小时的硬度为86．4HV，与1270℃烧结后的硬度相当。3、对烧结材料进行较低温度较

3、长时问的复烧，可明显提高材料的性能。例如，8％Cf／NiCu复合材料经1240"C烧结2小时的硬度为86．4ttV，再于780℃复烧5小时，硬度为108．3HV，比前者提高了25．2％。4、Cf／NiCu复合材料比NiCu合余具有更好的耐热性。根据Larson-Miller参数对材料进行热处理模拟，复合材料的硬度明显高于基体合金，而且，材料的硬度与热处理参数P值有较好的线性关系。关键词：镍基合金蒙乃尔(Monel)合金碳纤维复合材料粉末冶金法复压复烧Larson-Miller参数方程．兰型查兰!!堕旦堡主兰些丝壅——AbstractNickeIbasedal

4、loyisagoodanti—corrosionmaterials，whichhassupercorrosionresistance，highstrength，highplasticity,andispronetobehotworkingandmaclli血ng．Nickel—copperalloyiswidelyused．Thefamousnickel—copperalloyisMonelalloy(about70％nickeland30％copper)，whichhasmanyadvantagesbothofnickelandofcopper,andsu

5、peranti-oxidizingproperties，Monelalloywillnotchangeitsmechanicpropertiesunder400℃circumstance．SOitbecomesallimportantmaterialatelectricityindustry,seacraftmanufacturing，andetc．Carbonfiberisasignificantreinforcingmaterial，becauseithasaseriesofsuperpropertiesofhi曲specificstrengfla，hi

6、曲specificmodulus，lowdensity,andSOOil．Inthisinvestigation，nickel—copperalloyandC0，NiCucompositesarepreparedbypowdermetallurgymethod，reinforceditspropertiesbyre·sinter,andsimulatedbasedonLarson—Millerparameterformula．Thestudyindicates：1．AnappropriatevolumecontentofcarbonfiberCannotab

7、lyimprovethepropertiesofmaterials．W1lenthecontentiS8％．thecompositehasthebigheSthardness．2．Whenthematerialsintersforacertainperiodoftime，itshardnessanddensityincreasewi【ththesinteringtemperatureincreasinginarange．Andwhenitsintersatalowertemperature，properlyprolongingthetimeCanalsoim

8、provethematerial’Sproperti