過(guò)共晶變形鋁硅合金的摩擦磨損性能.pdf

1、鋁合金中的過(guò)共晶鋁硅合金具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度、高耐磨、高耐熱性及較低的熱膨脹性，是一種理想的輕質(zhì)耐磨材料。作為導(dǎo)電軌型材，過(guò)共晶鋁硅合金在經(jīng)濟(jì)性、使用壽命、生產(chǎn)工藝、運(yùn)輸與安裝、導(dǎo)電性等方面較鋼鋁復(fù)合材料有優(yōu)勢(shì)。因此，過(guò)共晶鋁硅合金有著十分誘人的應(yīng)用前景。課題以Al-16Si、Al-16Si-0.45Mg、Al-19Si-0.45Mg過(guò)共晶鋁硅合金為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行熱擠壓變形，并將Al-16Si-0.45Mg合金經(jīng)540℃固溶保溫不同時(shí)間

2、后，進(jìn)行不同溫度和不同保溫時(shí)間的時(shí)效處理。隨后進(jìn)行特定條件下摩擦磨損性能測(cè)試，運(yùn)用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡、維氏顯微硬度計(jì)等分析測(cè)試手段，觀(guān)察過(guò)共晶鋁硅合金的組織和力學(xué)性能變化規(guī)律，分析不同熱處理態(tài)Al-16Si-0.45Mg合金的摩擦系數(shù)和磨損表面形貌的變化規(guī)律。獲得的主要結(jié)論如下:
　　1.半連續(xù)鑄造Al-16Si合金的組織由塊狀初晶硅、α-Al枝晶、(α+Si)共晶組織組成，Al-16Si-0.45Mg、Al-19Si-0

3、.45Mg合金的組織由塊狀初晶硅、α-Al枝晶、（α+Si）共晶組織和Mg2Si組成。
　　2.熱擠壓后的過(guò)共晶合金組織中硅相成細(xì)小的顆粒狀分布于A(yíng)l基體上。Al-16Si-0.45 Mg合金經(jīng)固溶處理后硅相顆粒圓整度大幅度提高，隨固溶保溫時(shí)間延長(zhǎng)，硅顆粒長(zhǎng)大。
　　3.與Al-16Si合金相比，Al-16Si-0.45Mg、Al-19Si-0.45Mg合金的強(qiáng)度有所提高。Al-16Si-0.45Mg合金540℃固溶1.5小

4、時(shí)后，180℃時(shí)效3小時(shí)的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別達(dá)到270MPa、320MPa，比擠壓態(tài)分別提高107.69％、77.78％;伸長(zhǎng)率降低60.12％。
　　4.Al-16Si、Al-16Si-0.45Mg、 Al-19Si-0.45Mg三種合金熱擠壓變形后的摩擦系數(shù)分別為0.2494、0.2144、0.1643。加入Mg元素有利于強(qiáng)化合金的性能，提高耐磨性;隨著合金中硅含量的增加，合金耐磨性增強(qiáng)。
　　5.Al-16Si-0

5、.45Mg合金T6熱處理后摩擦系數(shù)由0.2144降低到0.1908，降低了12.37％。延長(zhǎng)固溶處理保溫時(shí)間，硅顆粒尺寸長(zhǎng)大，增加了支撐載荷的作用，合金耐磨性增強(qiáng)，摩擦系數(shù)降低。在相同的時(shí)效條件下，固溶保溫5小時(shí)和10小時(shí)的合金較保溫1.5小時(shí)的合金摩擦系數(shù)顯著降低。
　　6.過(guò)共晶鋁硅合金磨損機(jī)理是微觀(guān)切削和脆性剝落磨損共同疊加作用的結(jié)果，磨損表面形貌由平行于滑動(dòng)方向的犁溝和剝落坑組成。對(duì)磨損機(jī)理的分析表明，磨損主要為磨粒磨損，