Mn元素及熱處理工藝對ZA40合金微觀組織和性能的影響
發(fā)布時間:2017-11-13 09:23
本文關(guān)鍵詞:Mn元素及熱處理工藝對ZA40合金微觀組織和性能的影響
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【摘要】:本課題系統(tǒng)考察了錳元素及熱處理工藝對ZA40合金組織和性能的影響,并在希望得到較高力學(xué)性能和最好的耐磨性的前提下得出了最適合ZA40合金的錳元素添加量及熱處理工藝。系統(tǒng)研究了合金中錳元素的分布規(guī)律和作用?疾炝瞬煌瑹崽幚砉に噷υ胤植嫉挠绊懸(guī)律,分析了固溶結(jié)合時效熱處理工藝相對于單一的固溶熱處理的優(yōu)勢,為定制合金熱處理工藝提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:(1)ZA40合金的微觀組織主要由樹枝狀α基體、晶界周圍的α+η共析體、ε相和富錳相組成。在合金中加入少量的錳元素,可以使合金基體組織得到明顯的細化,同時產(chǎn)生少許呈點狀和顆粒狀分布的富錳硬質(zhì)點。當(dāng)錳含量達到0.75%時,富錳硬質(zhì)點轉(zhuǎn)變?yōu)榇执蟮母诲i相。隨著錳含量的繼續(xù)增加,富錳相開始聚集,呈條狀和塊狀集中于晶界。當(dāng)錳含量達到1.5%時,富錳相呈片狀組織貫穿晶界。(2)錳含量在0-1.0%時,合金硬度顯著提高。但是當(dāng)錳含量超過1.0%之后,合金硬度隨錳含量的增加而上升的效果變得不顯著。隨著錳含量的增加,抗拉強度有所增加,當(dāng)錳含量為1.25%時,有最大的抗拉強度。但當(dāng)錳含量超過1.25%時,抗拉強度就出現(xiàn)下降。伸長率隨錳的加入量增加而降低,伸長率保持在1.5-4%之間變化。在鋅鋁合金中加入錳元素,能顯著提高合金的耐磨性,改善合金的摩擦學(xué)特性。當(dāng)錳含量為1.0%時,合金的磨損量最低,其摩擦磨損性能最好。(3)固溶處理之后,晶粒得到明顯的細化。380℃固溶時,隨著固溶時間延長,合金中α相增多,α相枝晶增大,晶粒粗化,并且ε相和富錳相變少。硬度和抗拉強度有了大幅度提升,而伸長率略有下降。.相對于固溶熱處理而言,固溶+時效處理后的ZA40合金的硬度和抗拉強度有所下降,但伸長率有所上升,并且組織中有產(chǎn)生新相Al8Mn5和AlCu。(4)在不同的載荷量和線速度下,相對于固溶熱處理而言,固溶+時效處理后的ZA40合金的摩擦系數(shù)和磨損量都是最小的。隨載荷量和線速度的變化,固溶+時效處理后的其摩擦系數(shù)和磨損量的變化程度較小,說明合金在摩擦磨損過程中的穩(wěn)定性都是很好的。(5)各因素對ZA40合金的硬度影響從主到次的順序為:固溶時間、固溶溫度、時效溫度、時效時間;對穩(wěn)定摩擦系數(shù)的影響從主到次的順序為:固溶溫度、固溶時間、時效溫度、時效時間;對磨損量的影響從主到次的順序為:固溶時間、時效溫度、固溶溫度、時效時間。380℃固溶5h加100℃時效3h時ZA40合金硬度最大、穩(wěn)定摩擦系數(shù)和磨損量最低,其耐磨性最優(yōu)。
【學(xué)位授予單位】:合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:TG166;TG146.13
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