銅合金的磨損與腐蝕行為研究
發(fā)布時(shí)間:2018-03-26 02:12
本文選題:銅合金 切入點(diǎn):腐蝕 出處:《大連理工大學(xué)》2015年碩士論文
【摘要】:銅合金擁有一系列良好的綜合性能:較高的導(dǎo)電性能、良好的耐腐蝕性、高彈性模量、高強(qiáng)度、良好的工藝性能、耐海洋污染能力。有的還有較好的切削性能、耐磨性能,因此廣泛應(yīng)用在許多行業(yè),如船舶配件、閥桿和海底管道、軌道交通接觸線、引線框架等。本文主要針對(duì)銅鋅合金的耐腐蝕性能以及接觸線用銅合金的耐磨損性能進(jìn)行研究。眾所周知含有27-30 wt.%Zn的銅鋅合金由于其良好的耐蝕性和高強(qiáng)度在世界上的許多國(guó)家被廣泛使用。一般來(lái)說(shuō),當(dāng)生產(chǎn)的銅鋅合金鋅含量在27-30 wt.%范圍內(nèi)時(shí)在工業(yè)上被認(rèn)為是合格的。事實(shí)上,這個(gè)范圍內(nèi)鋅的變化可能對(duì)銅鋅合金腐蝕性能具有明顯的的影響。目前,大多數(shù)研究者將研究重點(diǎn)放在添加或減少一些微量合金元素如A1、Fe、B、Re,以期提高銅鋅合金的耐腐蝕性能。到目前為止,關(guān)于鋅含量的少量變化對(duì)銅合金腐蝕行為的影響的報(bào)道很少。因此,本實(shí)驗(yàn)旨在探討一系列具有少量鋅含量變化的銅鋅合金的耐腐蝕性能,目的是在27-30 wt.%Zn含量范圍內(nèi)研究最優(yōu)鋅含量或相對(duì)微小鋅含量變化的耐腐蝕性能。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了一系列具有不同鋅含量的銅鋅合金(CuZnSnAlNiAsBRE)并研究了其在鹽霧環(huán)境中的腐蝕行為。腐蝕行為采用質(zhì)量損失、電化學(xué)阻抗譜(EIS)、極化曲線和表面形貌觀察進(jìn)行表征,暴露時(shí)間持續(xù)直到360 h。隨著暴露時(shí)間的延長(zhǎng),質(zhì)量損失增加,但腐蝕速率降低。含有28.3-28.8 wt.%Zn的合金的腐蝕速率低于其他合金。腐蝕產(chǎn)物是ZnO, SnO2, CuCl, CuCl2, CuO, Cu2O和Cu(OH)2的混合物。本研究清楚地表明:鋅含量的少量變化對(duì)耐腐蝕性能有明顯的影響。在鹽霧環(huán)境中,所研究的銅鋅合金在含有28.3-28.8 wt.%Zn時(shí)被發(fā)現(xiàn)具有更好的耐腐蝕性能。銅合金在保持銅的高導(dǎo)電性,導(dǎo)熱性的同時(shí),需具有較高的力學(xué)性能和良好的耐磨性。本文也研究了接觸線用銅錫,銅銀,銅鎂合金在連續(xù)擠壓工藝下的干滑動(dòng)摩擦磨損性能。采用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備為MMS-2A屏顯式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)。測(cè)試并分析了不同成分銅合金的摩擦系數(shù)、磨損率、摩擦磨損表面形貌及其摩擦磨損機(jī)理。同時(shí)對(duì)施加載荷和滑動(dòng)速度對(duì)摩擦磨損性能的影響進(jìn)行了研究。試樣磨損表面的形貌和成分采用SEM進(jìn)行分析,并對(duì)相應(yīng)的機(jī)制進(jìn)行了討論。磨損率和摩擦系數(shù)測(cè)定的滑動(dòng)速度范圍是0.1-0.3 ms-1,施加載荷范圍是50-110 N。得出如下結(jié)論:(1)銅銀合金的摩擦磨損性能較好,銅鎂合金的摩擦磨損性能較差。(2)在不同的載荷或滑動(dòng)速度下,銅合金的摩擦磨損性能不同。載荷越大,磨損率越大。在低滑動(dòng)速度條件下,滑動(dòng)速度越大,磨損率越大。摩擦系數(shù)的變化顯著地受到由氧化膜組成的連續(xù)摩擦層的影響。不同載荷和滑動(dòng)速度下磨損率的變化規(guī)律與磨損機(jī)制相關(guān)。(3)銅合金的主要磨損機(jī)制為磨料磨損、粘著磨損、氧化磨損和塑性變形。氧化磨損和磨料磨損機(jī)制在較低的滑動(dòng)速度和負(fù)載占主導(dǎo)地位。隨著負(fù)載和速度增加會(huì)導(dǎo)致氧化磨損和粘著磨損機(jī)制的發(fā)生。塑性變形機(jī)制則在較高的施加載荷和滑動(dòng)速度下被發(fā)現(xiàn)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TG146.11
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):1665877
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