论文部分内容阅读
泡沫钢是一种新型的结构-功能—体化材料。其具有密度低、比表面积大、通透性好、冲击能量吸收效率高、机械强度优良等诸多特性。因此,泡沫钢是制造轻质轴承、过滤元件、吸能减震器等的理想材料。本论文以316L不锈钢粉为原料、以CaCl2颗粒为造孔剂,采用混料—压坯—烧结—溶解的工艺路线,制备出不同孔径、孔隙率和孔形貌的泡沫钢及其夹芯板样品。同时对压坯和烧结工艺中的部分工艺参数予以优化,对实验条件与孔隙率的关系,孔结构参数与力学性能的关系等进行了探讨和研究。研究的主要内容及具体结果如下:(1)实验制备出的泡沫钢其孔径分布在0.5mm-3.9mm之间,孔隙率分布在65.9%~86.3%之间。压力与保压时间对样品的孔隙率影响较小。实验最终采取在400MPa的压制压力下保压5min的压坯工艺。样品的孔隙率均随着烧结温度的升高以及保温时间的延长而略微降低。实验最终采取在1200℃C下保温120min的烧结工艺。(2)泡沫钢的平台应力、吸能效率以及弹性模量均随着样品孔隙率的降低而升高,孔隙率为67.70%~83.9%的样品其平台应力为66.4-12.9MPa。孔隙率为67.7~83.9%的样品其单位体积的能量吸收值为124.8-27.2MJ。孔隙率为67.1%~-86.3%的样品其弹性模量为13.16~-1.91GPa。(3)泡沫钢样品能承受的最大弯曲载荷随着孔隙率的降低而升高,随着孔径的增加而降低,孔隙率为65.90%~86.2%的样品其所能承受的最大弯曲载荷为2383.4~712.6N。孔径尺寸为1.9-3.9mm的样品其所能承受的最大弯曲载荷为1770.3-1105.8N。(4)利用铝板包覆的泡沫钢夹芯板,其能承受的弯曲载荷同样随着孔隙率的降低而升高,随着孔径的增加而降低。孔隙率为65.8%~82.5%的样品所能承受的弯曲载荷为2855.7-1247.6N,孔径尺寸为1.9-3.9mm的样品所能承受的弯曲载荷为2070.6~1525.8N。