為了研究QSn7-0.2錫青銅合金熱變形行為及熱加工性能,尋求錫青銅合金合理的熱加工工藝,制備優(yōu)良綜合性能的熱鍛態(tài)合金材料,本文采用Gleeble-3500型熱模擬機(jī)對QSn7-0.2錫青銅合金進(jìn)行了熱壓縮實(shí)驗(yàn),并結(jié)合金相組織觀察,對錫青銅的高溫力學(xué)性能,微觀組織演變及變形軟化機(jī)制進(jìn)行了研究。建立了Arrhenius型唯象本構(gòu)方程,用以表征錫青銅熱變形時的溫度、應(yīng)變速率、變形量及流變應(yīng)力的關(guān)系。依據(jù)動態(tài)材料模型建立了錫青銅的熱加工圖,分析了合金的熱變形特性。基于熱加工圖,確定錫青銅合金熱加工的最優(yōu)工藝參數(shù),通過熱擠壓制備了熱鍛態(tài)的錫青銅合金。為進(jìn)一步提高合金材料的強(qiáng)度及硬度,基于響應(yīng)曲面法設(shè)計試驗(yàn),對熱鍛態(tài)錫青銅進(jìn)行強(qiáng)力旋壓成形,研究不同旋壓工藝參數(shù)及旋后熱處理溫度對于成形件硬度的影響,以及不同工藝參數(shù)間的交互作用,建立了關(guān)聯(lián)硬度響應(yīng)與工藝參數(shù)的回歸預(yù)測模型,并對工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。主要研究結(jié)論如下:（1）錫青銅合金熱變形過程中,流變應(yīng)力先較快增長后趨于穩(wěn)定,流變曲線總體呈穩(wěn)態(tài)流變的特征。在其他實(shí)驗(yàn)條件一定的情況下,流變應(yīng)力隨變形溫度的升高而降低,隨應(yīng)變速率的升高而增大。實(shí)驗(yàn)條件下的熱... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

銅錫二元平衡相圖

圖 1.2 Cu-Sn-P 系銅角室溫截面圖 圖 1.3 Cu-Sn-Zn 三元平衡圖室溫截面圖（2）鋅的影響鋅是錫青銅的合金元素之一，與錫青銅的ɑ相固溶性較好。適量加入鋅元素能著提高合金化程度，增強(qiáng)金屬材料的機(jī)械性能，增加經(jīng)濟(jì)效益[9]。鋅元素還能在合鑄時促進(jìn)脫氧除氣，提高合金液態(tài)下的流動性，縮小結(jié)晶溫度區(qū)間，減少反偏析傾提高合金的致密度。鋅在加工錫青銅中的含量一般不大于 5%，且含鋅量在一定范合金的顯微組織無明顯變化。Cu-Sn-Zn 三元平衡圖室溫截面圖如圖 1.3 所示。（3）鉛的影響鉛在銅錫合金中不固溶于ɑ相，凝固時以游離態(tài)且成黑色質(zhì)點(diǎn)不均勻分布于結(jié)杈間。游離態(tài)的鉛容易導(dǎo)致銅錫合金的偏析，但可顯著改善鑄件的致密度。Pb 為軟相，可降低合金的摩擦系數(shù)，提高合金的耐磨及切削性能，但會使機(jī)械性能略有降含鉛量過大時會引起材料的熱脆性，此類銅合金只適用于冷加工，多用于制造耐蝕易切削的軸套、軸承內(nèi)襯等。

圖 1.2 Cu-Sn-P 系銅角室溫截面圖 圖 1.3 Cu-Sn-Zn 三元平衡圖室溫截面圖（2）鋅的影響鋅是錫青銅的合金元素之一，與錫青銅的ɑ相固溶性較好。適量加入鋅元素能著提高合金化程度，增強(qiáng)金屬材料的機(jī)械性能，增加經(jīng)濟(jì)效益[9]。鋅元素還能在合鑄時促進(jìn)脫氧除氣，提高合金液態(tài)下的流動性，縮小結(jié)晶溫度區(qū)間，減少反偏析傾提高合金的致密度。鋅在加工錫青銅中的含量一般不大于 5%，且含鋅量在一定范合金的顯微組織無明顯變化。Cu-Sn-Zn 三元平衡圖室溫截面圖如圖 1.3 所示。（3）鉛的影響鉛在銅錫合金中不固溶于ɑ相，凝固時以游離態(tài)且成黑色質(zhì)點(diǎn)不均勻分布于結(jié)杈間。游離態(tài)的鉛容易導(dǎo)致銅錫合金的偏析，但可顯著改善鑄件的致密度。Pb 為軟相，可降低合金的摩擦系數(shù)，提高合金的耐磨及切削性能，但會使機(jī)械性能略有降含鉛量過大時會引起材料的熱脆性，此類銅合金只適用于冷加工，多用于制造耐蝕易切削的軸套、軸承內(nèi)襯等。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]預(yù)熱處理對耐磨錫青銅Cu-6.5Sn-0.1P合金組織的影響[J]. 趙紅彬,梅景,楊麗景,許赪,宋振綸.  熱加工工藝. 2018(08)
[2]強(qiáng)力旋壓參數(shù)及退火溫度對筒形件硬度的影響[J]. 席奇豪,樊文欣,王金虎,呂偉,陳東寶.  鍛壓技術(shù). 2016(09)
[3]退火工藝對低碳鋼強(qiáng)力旋壓變形組織及力學(xué)性能的影響[J]. 夏琴香,楊保健,肖剛鋒,程秀全.  塑性工程學(xué)報. 2014(04)
[4]Cr8鋼奧氏體晶粒長大規(guī)律[J]. 王葛,王東冉,劉利剛,郭靖,孫艷亮,楊慶祥,李強(qiáng).  材料熱處理學(xué)報. 2014(02)
[5]42CrMo鋼動態(tài)再結(jié)晶的臨界條件[J]. 夏玉峰,趙磊,余春堂,權(quán)國政,周杰.  材料熱處理學(xué)報. 2013(04)
[6]基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的Mg-Zn-Zr-Ce合金熱壓縮變形研究[J]. 余暉,于化順,YOU Bong-sun,鄭超,閔光輝.  材料科學(xué)與工藝. 2012(04)
[7]GH4145合金熱變形行為研究[J]. 張偉紅,孫文儒,華培濤,李勝超,宋金貴,宋璽玉,劉巖,胡壯麒.  鋼鐵研究學(xué)報. 2011(S2)
[8]錫青銅端蓋真空差壓鑄造工藝參數(shù)研究[J]. 游龍,王自東,馮建,王超,林國標(biāo).  鑄造技術(shù). 2011(03)
[9]熱處理對錫青銅合金組織和性能的影響[J]. 林國標(biāo),王自東,張偉,李文錢,張鴻.  鑄造. 2011(03)
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博士論文
[1]筒形件強(qiáng)力旋壓時納米/超細(xì)晶生成條件研究[D]. 肖剛鋒.華南理工大學(xué) 2016
[2]基于流變曲線的熱塑性變形過程微觀組織模擬建模研究[D]. 王健.燕山大學(xué) 2009

碩士論文
[1]低溫高韌性銅鎳合金制備及其組織性能研究[D]. 苑偉.北京有色金屬研究總院 2017
[2]加熱工藝對銅合金擠壓成型后組織性能的影響[D]. 蘇曉波.中北大學(xué) 2017
[3]稀土鎂合金大型構(gòu)件循環(huán)鐓擠預(yù)成形改性研究[D]. 趙偉.中北大學(xué) 2017
[4]SIMA法制備ZCuSn10銅合金半固態(tài)坯料工藝研究[D]. 吳龍彪.昆明理工大學(xué) 2014
[5]高性能耐磨錫青銅合金及其先進(jìn)制備加工技術(shù)研究[D]. 周延軍.河南科技大學(xué) 2012
[6]加工圖理論研究與加工圖技術(shù)的實(shí)現(xiàn)[D]. 張敬奇.東北大學(xué) 2010
[7]提高錫磷青銅（QSn6.5-0.1）帶材橫向彎曲性能研究[D]. 鐘德華.北京工業(yè)大學(xué) 2003



本文編號：3127963