微合金化及不同冷速作用下ZA48合金的微觀組織、性能研究.pdf

1、原創(chuàng)性聲明1SSSl48本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的科研成果。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者：i閂功硬呵戾r日期：勘歸7年阻月≯乙日學(xué)位論文使用授權(quán)聲明本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的論文及相關(guān)的職務(wù)作品，知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬鄭州大學(xué)。根據(jù)鄭州大學(xué)有關(guān)保留

2、、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留或向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱；本人授權(quán)鄭州大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或者其他復(fù)制手段保存論文和匯編本學(xué)位論文。本人離校后發(fā)表、使用學(xué)位論文或與該學(xué)位論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)，第一署名單位仍然為鄭州大學(xué)。保密論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定。學(xué)位做作者閂淑唧醐：伊7年I們仉日鄭州大學(xué)博士學(xué)位論文摘要鋅鋁合金具有優(yōu)良的減磨

3、耐磨性能、機(jī)械性能和顯著的經(jīng)濟(jì)性，可取代銅合金作耐磨材料，代替青銅作低、中速中溫重載軸承。所以，盡管鋅鋁合金問(wèn)世時(shí)間不長(zhǎng)，其相關(guān)科研技術(shù)的發(fā)展非常迅猛，應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，大件和異型件的應(yīng)用增多，對(duì)合金產(chǎn)品性能提出了更高的要求。世界發(fā)達(dá)國(guó)家目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一系列的高鋁鋅基減磨材料，供不同工況下的軸瓦、軸套、滑塊等選用。而國(guó)內(nèi)由于長(zhǎng)期受傳統(tǒng)觀念的影響，絕大多數(shù)冶金企業(yè)仍使用常規(guī)牌號(hào)的ZA27合金。大量研究表明，高鋁含量的偏析

4、鋅合金比共晶或共析鋅合金具有更加優(yōu)良的性能。因此，本文以高鋁鋅合金為研究對(duì)象，在不改變現(xiàn)有生產(chǎn)工藝的前提下，通過(guò)添加微合金元素、改善澆注工藝，采用不同的凝固、修復(fù)等手段，提高合金的力學(xué)性能、高溫承載能力以及改善產(chǎn)品成型中的鑄造缺陷，對(duì)提高高鋁鋅合金的性能，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍具有重要的理論及應(yīng)用價(jià)值。本文首先研究了高鋁含量的鋅合金組織及性能，結(jié)果表明：隨著鋁含量的增高合金的抗拉強(qiáng)度和耐磨性均增強(qiáng)。分析認(rèn)為，鋅鋁合金的微觀組織主要由初生a枝晶和

5、(O【1)共析體組成。隨著鋁含量的增加，組織中的初生0c枝晶增多，((XTI)共析體減少；樹(shù)枝狀的0【AI相是鋁基固溶體，面心立方晶格，屬于強(qiáng)化相，其強(qiáng)度和硬度都要高于T1相。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，選擇性能較好的ZA48合金作為本課題的主要研究對(duì)象。首先采用電解加鈦、Si對(duì)合金進(jìn)行強(qiáng)化。通過(guò)研究電解加鈦、Si對(duì)合金力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明：電解加鈦有效提高了合金的力學(xué)性能，當(dāng)鈦含量達(dá)到004％時(shí)，合金的力學(xué)性能達(dá)到最大值。其細(xì)化機(jī)理是Ti在鋅鋁

6、合金中形成A166Ti25Zn9顆粒，可作為合金的異質(zhì)形核核心，從而有效細(xì)化ot(A1)相，強(qiáng)化基體。合金的力學(xué)性能隨硅含量的增加而減弱，特別是當(dāng)合金中出現(xiàn)初生硅相時(shí)，力學(xué)性能明顯下降。分析認(rèn)為，合金中的共晶硅相和初生硅相的尖角或棱邊處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，削弱硅相與基體的結(jié)合力，在外加應(yīng)力的作用下易形成微裂紋，降低合金的力學(xué)性能。系統(tǒng)研究了常規(guī)鑄造條件下冷卻速度對(duì)ZA48合金組織的影響。確立了合金的二次枝晶臂間距九與冷卻速率T之間的關(guān)系五=