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    孔隙率对巴氏合金多孔材料力学性能影响研究
    作者:巴氏合金 发布日期:2015-8-28 9:41:46  点击:990

      孔隙率对巴氏合金多孔材料力学性能影响研究,开发多孔巴氏合金是降低材料弹性模量的重要手段,其机理是将巴氏合金组织结构成型为多孔形态,从而降低巴氏合金材料本身的弹性模量。同时,多孔形态的巴氏合金硬组织置换物非常有利于物质交换。开发多孔形态的巴氏合金虽能有效降低巴氏合金材料的弹性模量,但也能降低材料本身的强度,周口环宇金属科技有限公司以孔隙率作为研究对象,探讨了孔隙率对巴氏合金多孔材料力学性能的影响。

     

    巴氏合金力学性能

     

      一、实验材料与方法

     

      实验采用粉末冶金工艺制备巴氏合金多孔材料,其方法是成型压坯阶段在高能球磨粉体中混合碳酸氢铵,均匀搅拌之后压制成坯。先通过低温加热使碳酸氢铵气化挥发成形成多孔形态,然后再对巴氏合金坯料进行高温固相烧结,从而形成巴氏合金多孔材料。实验参数及工艺如下:按照质量百分数84%和16%配备纳米级巴氏合金粉末,采用2、5h两种球磨时间制备出两种巴氏合金粉体,分别对两种巴氏合金球磨粉体混入不同比例的碳酸氢铵后压坯成型。巴氏合金成型坯料在120℃以内分五个阶段进行碳酸氢铵气化挥发,然后再经1200℃高温固相烧结,制成两种类型、不同孔隙率的巴氏合金多孔材料。实验对巴氏合金多孔材料力学性能测试采用压缩实验测试方法,压缩速度0.05mm/min,力学性能测试数据采用压缩应变8%时的平台应力。

     

      二、实验结果与讨论

     

      1.巴氏合金多孔材料孔隙率计算与控制方法

     

      巴氏合金多孔材料孔隙率可根据粉体中掺入的碳酸氢铵质量进行直接控制。在巴氏合金试样烧结完成之后,通过测量巴氏合金试样的体积和质量,可计算出多孔巴氏合金材料试样的密度。实验中可根据巴氏合金试样预期的孔隙率值、试样体积值及粉体质量推算出应当掺入碳酸氢铵量,从而有效控制巴氏合金多孔材料的孔隙率。

     

      2.孔隙率对巴氏合金多孔材料力学性能的影响

     

      对2、5球磨两种类型、不同孔隙率的巴氏合金多孔材料分别进行8%应变平台应力测试。结果表明,孔隙率对巴氏合金多孔材料的强度有明显影响,随着孔隙率增加,巴氏合金多孔材料强度下降幅度明显。同时,在同等孔隙率情况下,经2h球磨巴氏合金多孔材料强度明显高于经5h球磨巴氏合金多孔材料。

     

      周口环宇金属科技有限公司基于粉末冶金制备工艺,以降低巴氏合金的弹性模量为目标,用碳酸氢铵作为介质掺杂粉体制备巴氏合金多孔材料。探讨不同孔隙率对巴氏合金多孔材料力学性能的影响规律。结果表明,孔隙率对巴氏合金多孔材料力学性能有着明显的影响,随着孔隙率增加,巴氏合金多孔材料力学强度呈几何指数下降,孔隙率对巴氏合金多孔材料力学性能影响规律慢速经典理论,同时2小时球磨巴氏合金多孔材料具有较高强度,5小时球磨巴氏合金多孔材料具有较好塑形。

     

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