Al、Si對(duì)高鋁鋅基合金組織及熱疲勞性能的影響.pdf

1、本文采用目前在工業(yè)生產(chǎn)中已廣泛應(yīng)用的ZA27合金（Zn-27Al-2.5Cu合金）作為第一類基體材料，此外，將合金的Al含量提高至38％，制備出ZA38合金（Zn-38Al-2.5Cu合金）作為第二類基體材料。在此基礎(chǔ)上，向上述兩類合金中添加不同含量的Si元素，制備出兩組試樣。借助OM、SEM、EDS等檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行觀察分析并進(jìn)行相關(guān)力學(xué)性能測(cè)試，研究不同含量的Al、Si元素對(duì)兩組合金顯微組織、組織中相的形態(tài)及分布、力學(xué)性能的影響，并分析

2、其作用機(jī)理。利用自約束型冷熱疲勞試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行熱疲勞試驗(yàn)，研究Al、Si元素對(duì)高鋁鋅基合金熱疲勞行為及性能的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴試驗(yàn)結(jié)果表明：Zn-27Al-2.5Cu-xSi和Zn-38Al-2.5Cu-xSi合金的顯微組織均由樹(shù)枝狀ɑ相(以鋁為基的固溶體)，枝晶間(α+η)共析組織，富Cu的ε相以及硬脆Si相組成。適量Si的添加有利于合金組織和性能的改善，當(dāng)Si含量達(dá)到0.55%時(shí)，Zn-27Al-2.5Cu和Zn-

3、38Al-2.5Cu合金組織細(xì)化程度最高，α相細(xì)小且分布均勻，ε相和Si相大小相對(duì)適中且均勻分布在枝晶間，合金綜合力學(xué)性能最優(yōu)。⑵隨著含Al量的提高，Zn-38Al-2.5Cu合金中α樹(shù)枝晶增多，固溶強(qiáng)化作用增強(qiáng)，顯微組織的細(xì)化程度較Zn-27Al-2.5Cu合金更高且各相分布更均勻，綜合力學(xué)性能有所提高。⑶Zn-27Al-2.5Cu和Zn-38Al-2.5Cu合金的熱疲勞性能主要受合金的強(qiáng)度、塑韌性以及合金中硬脆Si相分布的影響。當(dāng)S

4、i添加量為0.55%時(shí)，合金的強(qiáng)度相對(duì)最高，綜合力學(xué)性能最好，且Si相細(xì)小均勻分布于基體中，此時(shí)，熱疲勞過(guò)程中合金的氧化程度最小，主裂紋萌生最慢且擴(kuò)展速率最小，熱疲勞性能相對(duì)最好。Zn-38Al-2.5Cu合金的熱疲勞裂紋生長(zhǎng)速率較Zn-27Al-2.5Cu合金有所減小，氧化程度較輕，熱疲勞性能有所提高。⑷Zn-27Al-2.5Cu和Zn-38Al-2.5Cu合金的熱疲勞破壞主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是主裂紋的生長(zhǎng)，二是微裂紋以及各種缺陷的