泡沫铝合金发泡特性及压缩性能的研究

《泡沫铝合金发泡特性及压缩性能的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、泡沫铝合金发泡特性及压缩性能的研究中文摘要泡沫铝由于有很多优良的性能而具有广泛的应用前景。泡沫铝有多种制备方法，其中PCM法对于制备闭孔泡沫铝具有很多的特点和优势。采用铝合金作为基体材料，不仅可以使泡沫铝的性能得到提高，还会因合金熔点的降低使制备工艺容易控制，从而使泡沫铝的应用范围更为宽广。因此，本文以PCM法为基础，通过实时摄像和断面图处理相结合方法，研究了试样温度、预设炉温(升温速度)、钢管尺寸对泡沫铝硅合金发泡特性的影响：获得了工艺参数(预设炉温、试样温度)和泡沫铝合金发泡行为及孑L结构的关系，成功制取了泡沫铝硅、泡沫铝铜合金；利用自制模具，直接制备出了压缩性能试样，对不同

2、材质、不同孔隙率、不同热处理状态的泡沫铝合金的静态压缩性能进行了测试分析；这些结果为下一步大尺寸泡沫铝的研究及应用奠定了基础。试验结果表明：(1)试样温度和预设炉温是影响泡沫铝发泡过程及孔结构的主要因素。炉温越高，升温速度越快，发泡时间越短。试验条件下，预设炉温在690"C-750℃范围内，试样均能发泡充满钢管；试样温度在670℃-720℃范围内，可获得孔隙率在77％一82％、气孔当量园值径在1．3mm-2．Imm、气孔圆形度在0．67—0．84的泡沫铝硅合金。泡沫铝合金发泡演化过程包括孔的形核、长大、合并和破裂等过程，对应的孔形状的变化是小孔径球形、大孔径球形、多边形化。(2)

3、三种不同材质的应力一应变曲线均分为三个阶段：弹性变形阶段，平台区和密实阶段，曲线形状有较大的区别。泡沫纯铝的应力一应变曲线平台区明显，没有起伏，表现出典型的塑性压缩的特征；泡沫AISi7的应力一应变曲线在平台区有轻微波动；泡沫AISi7Cu4的应力一应变曲在平台区有较大应力起伏，随孔隙率不同起伏程度各异，表现出一定的脆性特征。相同孔隙率下，泡沫AiSi7Cu4的压缩强度最大，泡沫AISi7次之，泡沫纯铝最小；试验条件下，孔隙率在68％-76％范围内，泡沫AISi7Cu4的压缩强度为15-30MPa，泡沫AlSi7的压缩强度为10—20MPa：泡沫纯铝的压缩强度为5～IOMPa。(

4、3)孔隙率对泡沫铝的压缩性能有很大的影响。随着孔隙率的减小，应力一应变曲线上移，弹性模量、压缩强度、和能量吸收能力都相应增大。(4)热处理对泡沫铝合金静态压缩应力一应变曲线的形状影响不大，但曲线上移，压缩强度提高。孔隙率为68．1％一76．0％的泡沫ZLl07经T5热处理后，压缩强度可提高10％-30％，热处理的作用在孔隙率较低时更显著。关键词：PCM法；泡沫铝合金；孔结构；压缩性能；热处理FoamingBehaviorandCompressionPropertyofAl-alloyFoamsABSTRACTA1foamscanbeappliedinawiderangeofare

5、asbecauseoftheirexcellentproperties．AIfoamspreparedbypowdercompactmelting(PCM)techniquehavemanycharacteristicsandadvantages．A1alloy，asmatrixmaterials，notonlywillimprovethepropertiesofA1foamsbutalsomakethepreparationtechnologybeeasilycontrolledasthemeltingpointofA1alloyislowered，whichwidersthe

6、applicationareas．BasedonPCMandwiththecombinationofreal·timeimagepickupandcrosssectionprocessing，thepaperstudiestheeffectsofsampletemperature，presettingfurnacetemperature(heatingrate)andsizeofsteeltubeonfoamingpropertyofAI—Sialloyfoams．Asaresult，theinterrelationbetweenprocessparameters(presett

7、ingfurnacetemperatureandsampletemperature)，foamingbehaviorofA1alloyfoamsandporestructurehasbeenobtained．AndA1-SialloyfoamsandA1一Cualloyfoamshavebeenproduced．Thesampleofcompressionpropertyhasbeendirectlyproducedbyaself-mademould．Testofandanaly