Al-Zn合金阻尼機(jī)制以及阻尼性能影響因素.pdf_第1頁(yè)
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1、鋅鋁基合金因其優(yōu)異的機(jī)械性能、耐磨性、阻尼性能及低廉的成本,被廣泛應(yīng)用于替代傳統(tǒng)材料生產(chǎn)軸承、軸瓦、滑塊等部件。大多數(shù)國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究多集中在Zn含量高于50wt.%的鋅鋁合金,而對(duì)于Zn含量低于50wt.%的鋁鋅合金研究較少。鋁鋅合金與鋅鋁合金相比由于Zn含量低,具有質(zhì)量輕的優(yōu)勢(shì)且具有一定阻尼性能。為更多更好地了解鋁鋅合金,本文對(duì)鋁鋅合金進(jìn)行了研究。
  本課題為確定合適的合金成分,以獲得阻尼性能優(yōu)異、力學(xué)性能良好的輕量化鋁鋅合

2、金,分別熔煉了Al-25wt.%Zn,Al-35wt.%Zn和Al-45wt.%Zn三種成分的鋁鋅合金并進(jìn)行了均勻化熱處理,通過(guò)優(yōu)化選取Al-45wt.%Zn,并向Al-45wt.%Zn合金中分別加入了0.4wt.%,0.6wt.%,0.8wt.%的Ti和Zr,再次選定最優(yōu)成分后又分別進(jìn)行了380℃×3h+400℃×1h,370℃×10h+180℃×6h,350℃×2h+200℃×10h的熱處理實(shí)驗(yàn)。通過(guò)金相顯微觀察、X-射線衍射、阻尼

3、性能測(cè)試、室溫拉伸試驗(yàn)、顯微硬度測(cè)試對(duì)試樣進(jìn)行了組織性能對(duì)比,得到的研究成結(jié)果如下:
  (1)在本文研究的二元合金中,Zn含量的越多,合金的阻尼性能越好。Al-45wt.%Zn合金的晶粒最細(xì),共析強(qiáng)化相最多,使得可動(dòng)界面的數(shù)量最多,因此,Al-45wt.%Zn合金表現(xiàn)出性能最優(yōu),其阻尼值為0.012,分別比Al-25wt.%Zn和Al-35wt.%Zn合金的阻尼值提高了50%和16.7%??估瓘?qiáng)度為243.1MPa,屈服強(qiáng)度為1

4、98.8MPa,伸長(zhǎng)率為3.7%,硬度為85.9HV。
  (2)(Al-45wt.%Zn)-0.6wt.%Ti和(Al-45wt.%Zn)-0.6wt.%Zr的阻尼性能最優(yōu),阻尼值分別為0.014和0.013。相比于二元Al-45wt.%Zn合金阻尼值分別提高了16.7%和8.3%,加入0.4wt.%Ti和0.4wt.%Zr可以細(xì)化晶粒;加入0.6wt.%Ti和0.6wt.%Zr能與Al生成金屬間化合物,作為異質(zhì)形核的核心,彌散

5、強(qiáng)化,增加晶界。加入0.6wt.%Ti的鑄態(tài)合金的硬度值為94.6HV、比二元合金提高了10.1%,但低于加入0.8wt.%Ti的鑄態(tài)合金,其硬度值101.3HV;加入0.6wt.%Zr的硬度最強(qiáng),為96.2HV,比二元合金提高了12%。一方面晶粒的細(xì)化可以增強(qiáng)合金的硬度,另一方面過(guò)量的金屬間化合物會(huì)析出在晶界,阻礙晶界的可動(dòng)性,對(duì)硬度有貢獻(xiàn)作用。
  (3)熱處理350℃×2h+200℃×10h對(duì)(Al-45wt.%Zn)-0.

6、6wt.%Ti,370℃×10h+180℃×6h對(duì)(Al-45wt.%Zn)-0.6wt.%Zr三元鑄態(tài)阻尼性能改善效果最好,阻尼值分別達(dá)到了0.0175和0.018,相比于Al-45wt.%Zn二元合金分別提高了45.8wt.%和50%,相比于(Al-45wt.%Zn)-0.6wt.%Ti和(Al-45wt.%Zn)-0.6wt.%Zr三元鑄態(tài)合金分別提高了25%和38.5wt.%;抗拉強(qiáng)度分別為214.2MPa和222.4MPa,屈

7、服強(qiáng)度分別為209.8MPa和214.3MPa,與二元合金相差不大;拉伸率分別為16.1wt.%和15.9%,相比于二元Al-45wt.%Zn合金分別提高了335%和330wt.%;硬度分別為128.7HV和113.7HV,相比于二元Al-45wt.%Zn合金分別提高了49.8%和32.4wt.%,相較于(Al-45wt.%Zn)-0.6wt.%Ti和(Al-45wt.%Zn)-0.6wt.%Zr三元鑄態(tài)合金分別提高了36wt.%和18

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