离心铸造WC/钢复合材料的组织及热疲劳裂纹形成研究的开题报告一、研究背景和意义离心铸造是一种灵活多变的金属成形加工方法，可以在高速旋转的模具中将熔化后的金属液从离心力的作用下，均匀地分布在模具壁上，形成圆环状或球形零件。钨碳化物（WC）是一种耐磨材料，具有高硬度、高剪切强度和高温稳定性等优点，被广泛应用于磨损严重的工业领域。然而，WC本身的脆性和相对脆硬的特性使它容易发生开裂和破坏。为了克服这一缺陷，WC通常与金属相组成复合材料，以提高其抗磨性和韧性。本研究旨在通过离心铸造工艺制备WC/钢复合材料，并通过组织和热疲劳裂纹形成机理分析来探究其材料性能以及应用前景。二、研究内容和方法1.制备WC/钢复合材料使用离心铸造工艺在模具中制备WC/钢复合材料，并调整铸造参数，如转速、温度和压力等，以探究其对材料组织结构和力学性能的影响。2.研究组织结构借助光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）等手段，分析WC/钢复合材料的微观组织、化学组成和物相变化规律。3.研究热疲劳裂纹形成机理通过高温疲劳实验和有限元模拟，研究WC/钢复合材料的热疲劳性能和裂纹形成机理。其中，高温疲劳实验考察材料的疲劳寿命、疲劳裂纹扩展速率和残余应力等；有限元模拟分析材料的应力分布、应变分布以及应变场对裂纹扩展的影响。三、预期研究成果1.制备出具有优异性能的WC/钢复合材料，探究铸造参数对材料性能的影响。2.研究WC/钢复合材料的微观组织结构和物相变化规律，并揭示其组织结构和力学性能之间的联系。3.研究WC/钢复合材料的热疲劳性能和裂纹形成机理，为其在高温、高载荷环境下的应用提供理论支持。四、研究计划进度安排1.第一阶段（1-6个月）：文献调研、制备WC/钢复合材料、研究组织结构。2.第二阶段（7-12个月）：研究热疲劳裂纹形成机理、进行高温疲劳实验。3.第三阶段（13-18个月）：有限元模拟研究、撰写论文。五、参考文献[1]汪潇蔚,曾祥彬,崔璐璐等.WCp/钢离心铸造复合材料的制备及其力学性能[J].材料工程,2020,48(9):127-134.[2]范庆缘.包覆纳米WC粒子的铝基MC复合材料的制备及其热膨胀性能研究[D].南通大学,2017.[3]王峰,邓海燕,李小慧等.WC增强钢基复合材料的制备与性能分析[J].材料工程,2017,45(5):43-49.[4]LiC,LiY,LiX,etal.MesoscopicsimulationofvoidformationandfractureinWC-steelcompositeplatesunderlow-velocityimpact[J].InternationalJournalofImpactEngineering,2020,143:103587.