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文檔簡介
1、高鋁鋅基合金憑借良好的機械性能、鑄造性能、耐磨性能以及成本低、能耗小成為金屬材料研究的熱點之一。隨著合金中鋁含量的提高,合金的室溫、高溫力學性能、耐磨性以及價格優(yōu)勢愈顯突出。本文對Al≥27%的高鋁鋅基合金進行了研究,對合金的顯微組織及性能之間的關系進行了分析,旨在提高合金的綜合性能,擴大高鋁鋅基合金的應用范圍。本研究采用光學金相分析(OM),掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、X射線分析(XRD)、顯微硬度、拉伸性能、沖擊韌度、尺
2、寸穩(wěn)定性能、磨損性能等分析和測試手段,較系統(tǒng)地研究了Al含量對高鋁鋅基合金顯微組織和力學性能的影響及作用機理,Bi、Sb合金元素對綜合性能最優(yōu)的ZA40合金組織及性能的影響。主要研究內容如下: ⑴在高鋁鋅基合金中增大Al含量,組織中α相數量增多,α相和η相均得到細化,ZA40合金中α相溶解Zn、Cu元素較ZA27提高49.3%,固溶強化作用增強。ZA40合金中硬質點相有ε(CuZn5)、Cu3Al2及CugAl4。 ⑵隨
3、Al含量的提高,合金力學性能提高,室溫下強度提高9.19%,硬度提高13.5%,韌性提高44.75%,塑性有所下降,高溫抗拉強度比ZA27提高37.5%。高溫時效處理可使富Al的α相更穩(wěn)定,提高合金的尺寸穩(wěn)定性。合金的耐磨性提高,在高速重載的條件下,ZA40合金磨損量、摩擦系數、摩擦力矩分別為ZA27合金的30.8%、64%、63.6%。 ⑶在高鋁鋅基合金中添加Bi元素,可使合金的組織細化,Bi以單質團簇狀存在于晶界處,使合金韌
4、性有所下降。Bi由于自身特有的物理性質,可以提高合金的尺寸穩(wěn)定性,在經過150℃、200h保溫后尺寸變化率減小22.2%,再次經過96℃、50h保溫后尺寸變化率減小67.25%。在高速800N的情況下可使合金的磨損量減小12.77%。Bi含量1.0%左右性能最好。 ⑷在高鋁鋅基合金中添加Sb元素,使α枝晶鈍化,提高合金硬度,合金中Sb與Zn形成化合物Sb3Zn4,存在于晶界處使合金韌性有所下降。Sb3Zn4化合物的出現消耗了Zn
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