Al、Mn對高鋁鋅基合金組織以及熱疲勞性能的影響.pdf

1、本文以ZA系列中目前應用比較廣泛的ZA30合金為第一種基體合金，另外將合金的鋁含量改變?yōu)?0，設計新的ZA40合金，并以之為第二種基體合金。通過向基體合金中添加不同含量的Mn元素，制備出試驗所需的試樣。并利用OM、SEM、XRD等手段以及基本的力學性能測試法，研究了不同鋁、錳含量鋅基合金的顯微組織、室溫力學性能、生成相形態(tài)及分布，并分析其作用機理。熱疲勞試驗采用的是自約束型熱疲勞試驗機，研究Al、Mn對鋅基合金熱疲勞性能的影響。

2、　　試驗結果表明:鋅鋁合金中Al含量增加，合金α相數量增多，共析相α+η數量減少，且都得到細化，ZA40合金組織較ZA30合金更加細且均勻。Al含量增加，α相對Cu等其它合金元素固溶能力增加，基體α相的固溶強化效果增強。ZA40合金的抗拉強度、塑性與硬度比ZA30得到很大提高，力學性能較好。ZA40合金的熱疲勞裂紋萌生與擴展抗力更大，熱疲勞性能更好。
　　ZA30合金中加入0.40％的Mn，富錳相大部分以圓球狀形式均勻分布在晶間，

3、對晶界的釘扎作用最強，合金組織細化效果達到最佳，且均勻性較好。Mn元素加入到0.40％時，ZA30合金抗拉強度達到最大498.60MPa，相比未加Mn的ZA30合金提高了18.07％，此時的延伸率略有升高，布氏硬度也得到增高，合金的力學性能最佳。ZA30合金中過量Mn(含量大于0.40％時)的加入會導致富錳相聚集長大，割裂基體，惡化材料的組織以及力學性能。ZA40合金中添加0.40％的Mn時，此時富錳相大部分以細小花朵狀的形式分布在晶間

4、，組織細化效果最好，室溫力學性能也最好。
　　ZA30與ZA40合金的熱疲勞性能都是主要受兩方面的影響:一是合金的塑韌性;二是合金的富錳相的分布情況。相比塑性，富錳相的大小，形態(tài)以及是否均勻都對合金的熱疲勞抗力起到的作用更大。其中，對于ZA30合金，大小適中并均勻分布的圓球狀富錳相(0.40％Mn)使得合金熱疲勞性能最好。Mn加入量不同時，ZA30合金熱疲勞性能由好到差依次為:0.40％Mn,0.10％Mn，0.55％Mn，0.2