本文關(guān)鍵詞：Al、Si對(duì)高鋁鋅基合金組織及熱疲勞性能的影響，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：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(lèi)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(lèi)基體材料。在此基礎(chǔ)上,向上述兩類(lèi)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。試驗(yàn)結(jié)果表明:Zn-27Al-2.5Cu-x Si和Zn-38Al-2.5Cu-x Si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-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)。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。Zn-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)Si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。Zn-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形成,三是合金的氧化,三者之間互相促進(jìn)。在熱疲勞裂紋擴(kuò)展階段,兩組合金的主裂紋生長(zhǎng)速率均呈先增大后減小,最終趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。微裂紋及缺陷的形成降低了鋅基合金的強(qiáng)度,促進(jìn)主裂紋的生長(zhǎng)和氧化作用的進(jìn)行。而易發(fā)生在晶界處的氧化現(xiàn)象會(huì)造成合金中Zn、Al含量的下降,合金強(qiáng)度隨之降低,且氧化皮易發(fā)生脫落形成缺陷,促進(jìn)裂紋沿著晶界生長(zhǎng),影響了合金的熱疲勞性能。兩組合金的高溫氧化動(dòng)力學(xué)關(guān)系均呈近似線(xiàn)性規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：Zn-27Al-2.5Cu合金 Zn-38Al-2.5Cu合金 Si相 顯微組織 力學(xué)性能 氧化現(xiàn)象 熱疲勞
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG146.13
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論.12-27
• 1.1 選題背景12
• 1.2 高鋁鋅基合金概述12-18
• 1.2.1 高鋁鋅基合金簡(jiǎn)介與發(fā)展歷程12-13
• 1.2.2 高鋁鋅基合金中合金元素的作用13-15
• 1.2.3 高鋁鋅基合金的性能改善15-16
• 1.2.4 高鋁鋅基合金的組織特點(diǎn)16-18
• 1.2.5 高鋁鋅基合金的發(fā)展趨勢(shì)與應(yīng)用18
• 1.3 熱疲勞研究18-25
• 1.3.1 熱疲勞研究的歷史與現(xiàn)狀18-19
• 1.3.2 熱疲勞的定義與特征19
• 1.3.3 影響材料熱疲勞性能的因素19-21
• 1.3.4 熱疲勞裂紋萌生及擴(kuò)展機(jī)理21-25
• 1.4 本課題研究的意義及內(nèi)容25-27
• 第二章 試驗(yàn)部分27-33
• 2.1 試驗(yàn)方案27
• 2.2 試驗(yàn)材料及設(shè)備27-28
• 2.2.1 試驗(yàn)材料27
• 2.2.2 試驗(yàn)設(shè)備27-28
• 2.3 合金的熔煉與試樣的制取28-29
• 2.3.1 合金的熔煉28-29
• 2.3.2 試樣的制取29
• 2.4 熱疲勞試驗(yàn)環(huán)境及原理29-30
• 2.5 顯微組織觀察與性能測(cè)試30-32
• 2.5.1 合金金相組織觀察與分析30
• 2.5.2 SEM和EDS能譜分析30
• 2.5.3 拉伸試驗(yàn)30-31
• 2.5.4 硬度測(cè)試31-32
• 2.5.5 熱疲勞抗力的測(cè)定32
• 2.6 結(jié)果分析32-33
• 第三章 Si對(duì)高鋁鋅基合金組織和力學(xué)性能的影響33-46
• 3.1 Si對(duì)Zn-27Al-2.5Cu合金顯微組織和力學(xué)性能的影響33-39
• 3.1.1 Zn-27Al-2.5Cu合金鑄態(tài)組織分析33-36
• 3.1.2 Si對(duì)Zn-27Al-2.5Cu合金組織的影響36-38
• 3.1.3 Si對(duì)Zn-27Al-2.5Cu合金力學(xué)性能的影響38-39
• 3.2 Si對(duì)Zn-38Al-2.5Cu合金顯微組織和力學(xué)性能的影響39-45
• 3.2.1 Zn-38Al-2.5Cu合金鑄態(tài)組織分析39-41
• 3.2.2 Si對(duì)Zn-38Al-2.5Cu合金組織的影響41-43
• 3.2.3 Si對(duì)Zn-38Al-2.5Cu合金力學(xué)性能的影響43-45
• 3.3 本章小結(jié)45-46
• 第四章 Al對(duì)高鋁鋅基合金組織和力學(xué)性能的影響46-50
• 4.1 Al對(duì)高鋁鋅基合金凝固過(guò)程和組織的影響46-47
• 4.2 Al對(duì)高鋁鋅基合金力學(xué)性能的影響47-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 第五章 Si、Al對(duì)高鋁鋅基合金熱疲勞性能的影響50-75
• 5.1 Si對(duì)Zn-27Al-2.5Cu合金熱疲勞性能的影響50-62
• 5.1.1 Zn-27Al-2.5Cu合金熱疲勞裂紋生長(zhǎng)方式50-51
• 5.1.2 不同Si含量的Zn-27Al-2.5Cu合金熱疲勞裂紋的生長(zhǎng)行為51-57
• 5.1.3 Si對(duì)Zn-27Al-2.5Cu合金熱疲勞抗力的影響57-59
• 5.1.4 不同Si含量的Zn-27Al-2.5Cu合金的熱疲勞氧化行為59-62
• 5.2 Si對(duì)Zn-38Al-2.5Cu合金熱疲勞性能的影響62-72
• 5.2.1 Zn-38Al-2.5Cu合金熱疲勞裂紋生長(zhǎng)方式62-63
• 5.2.2 不同Si含量的Zn-38Al-2.5Cu合金熱疲勞裂紋的生長(zhǎng)行為63-69
• 5.2.3 Si對(duì)Zn-38Al-2.5Cu合金熱疲勞抗力的影響69-71
• 5.2.4 不同Si含量的Zn-38Al-2.5Cu合金的熱疲勞氧化行為71-72
• 5.3 Al對(duì)高鋁鋅基合金熱疲勞性能的影響72-73
• 5.4 本章小結(jié)73-75
• 第六章 結(jié)論75-77
• 參考文獻(xiàn)77-84
• 致謝84-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文85

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王瑾;趙亮;;高鋁鋅基合金的資源優(yōu)勢(shì)及其應(yīng)用[J];鑄造技術(shù);2012年04期

2 劉方任;鑄造高鋁鋅基合金試用小結(jié)[J];特種鑄造及有色合金;1986年06期

3 駱灼旋;陳華信;;高鋁鋅基合金在糖機(jī)軸瓦上應(yīng)用的前景[J];甘蔗糖業(yè);1987年03期

4 張偉;;國(guó)內(nèi)外高鋁鋅基合金的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展[J];鑄造技術(shù);1993年02期

5 陳美玲,陳玉喜;高鋁鋅基合金熱膨脹性能的研究[J];特種鑄造及有色合金;1999年S1期

6 鄒勇志,曾建民,馮建情;高鋁鋅基合金組織與性能的研究[J];鑄造技術(shù);2004年03期

7 慕東;趙欣;胡志華;;高鋁鋅基合金的研究現(xiàn)狀及展望[J];新技術(shù)新工藝;2007年10期

8 許樂(lè)生;李衛(wèi)東;;高鋁鋅基合金作為軸瓦材料可行性的進(jìn)一步探索[J];現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備;2008年01期

9 顧冬青;邵紅紅;紀(jì)嘉明;;新型高鋁鋅基合金制備及其性能[J];特種鑄造及有色合金;2010年06期

10 董紹銘,彭寬;鑄造高鋁鋅基合金摩擦特性的試驗(yàn)研究[J];特種鑄造及有色合金;1985年04期

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 ;制造滾動(dòng)軸承實(shí)體保持架的高鋁鋅基合金材料[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2003年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張瑞;Si合金化及T6處理對(duì)高鋁鋅基合金摩擦磨損性能的影響[D];江蘇大學(xué);2016年

2 劉婷;Al、Si對(duì)高鋁鋅基合金組織及熱疲勞性能的影響[D];江蘇大學(xué);2016年

3 司家勇;高鋁鋅基合金相圖、相變與性能研究[D];廣西大學(xué);2005年

4 馮建情;高鋁鋅基合金高溫力學(xué)性能及摩擦磨損性能研究[D];廣西大學(xué);2004年

5 鄒勇志;高鋁鋅基合金的相變與熱物理性能研究[D];廣西大學(xué);2004年

6 付強(qiáng);高鋁鋅基合金成份分析協(xié)議的建立[D];廣西大學(xué);2004年

7 閆承俊;稀土氧化物強(qiáng)化的高鋁鋅基合金研究[D];山東科技大學(xué);2006年

8 紀(jì)剛;高鋁鋅基合金輪胎氣門(mén)嘴嘴體的研制[D];山東科技大學(xué);2011年

9 湯宏群;高鋁鋅基合金時(shí)效動(dòng)力學(xué)及合金摩擦磨損性能的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)[D];廣西大學(xué);2006年

10 張成華;硅錳對(duì)高鋁鋅基合金性能影響的研究[D];江蘇大學(xué);2003年

  本文關(guān)鍵詞：Al、Si對(duì)高鋁鋅基合金組織及熱疲勞性能的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：288558