本文關(guān)鍵詞：電氣化鐵路接觸網(wǎng)用QAl9-4合金組織與性能的研究

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【摘要】：QAl9-4合金是一種多元鋁青銅,具有較好的力學(xué)性能、良好的耐磨、耐腐蝕性能,以及優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能,是生產(chǎn)高速鐵路接觸網(wǎng)零部件常用材料之一,隨著高速鐵路速度的不斷提高,對(duì)QAl9-4合金接觸網(wǎng)零部件的服役性能提出了更高的要求。本課題以含9.4%~10.0%Al的QAl9-4合金為研究對(duì)象,通過(guò)室溫拉伸性能測(cè)試、硬度測(cè)試、顯微組織和斷口掃描等方法分別研究了固溶時(shí)效處理工藝、穩(wěn)定化退火處理工藝對(duì)鐓粗變形后R態(tài)、Y態(tài)QAl9-4合金組織與性能的影響,確定了滿足接觸網(wǎng)零部件使用要求的較優(yōu)R態(tài)、Y態(tài)QAl9-4合金熱處理工藝。同時(shí)將課題研究得出的較優(yōu)熱處理工藝在接觸網(wǎng)上進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證。通過(guò)課題研究取得了以下主要結(jié)果:(1)R態(tài)、Y態(tài)QAl9-4合金,較優(yōu)的固溶時(shí)效處理工藝均為910℃固溶1h,550℃時(shí)效5h處理,通過(guò)該工藝進(jìn)行熱處理后合金具有較好的強(qiáng)韌配合,此時(shí),R態(tài)QAl9-4合金抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、硬度和伸長(zhǎng)率分別達(dá)到657MPa、298MPa、172.5HB、26%,與鐓粗變形后試樣相比分別提高了10.2%、15.1%、5.0%、19.3%;Y態(tài)QAl9-4合金抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、硬度和伸長(zhǎng)率分別達(dá)到662MPa、305MPa、171.8HB、25.2%,與鐓粗變形后相比分別提高了6.9%、13.0%、2.0%、33.3%。(2)R態(tài)、Y態(tài)QAl9-4合金具有相同的固溶時(shí)效強(qiáng)化機(jī)制,都是通過(guò)合金在合適溫度下固溶淬火后得到過(guò)飽和α固溶體和亞穩(wěn)定態(tài)的馬氏體型β'相,通過(guò)時(shí)效使過(guò)飽和α固溶體、β'相馬氏體分解,析出細(xì)小的粒狀k相彌散分布在基體組織中,使合金具有較優(yōu)的綜合性能。(3)合理的退火工藝均能有效改善R態(tài)、Y態(tài)QAl9-4合金的性能與組織,對(duì)于R態(tài)QAl9-4合金在700℃退火保溫2.0h具有較優(yōu)的組織結(jié)構(gòu)、較好的綜合力學(xué)性能,抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和硬度分別達(dá)到611MPa、276MPa、29.1%和164.7HB,與熱處理之前相比,分別提高了2.5%、6.6%、33.5%和0.2%;對(duì)于Y態(tài)QAl9-4合金在700℃退火保溫2.5h具有較優(yōu)的組織結(jié)構(gòu)、較好的綜合力學(xué)性能,抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和硬度分別達(dá)到644MPa、289MPa、26.3%和170.3HB,與熱處理之前相比,分別提高了4.0%、7.0%、39.2%和0.9%。(4)通過(guò)退火處理獲得較優(yōu)性能的QAl9-4合金其組織均勻,α相之間均勻分布有較細(xì)小的團(tuán)絮狀(α+γ2)共析體,具有一定數(shù)量的k相均勻彌散分布在組織上,使合金同時(shí)具有較高塑性、強(qiáng)度、硬度。(5)由Y態(tài)QAl9-4材料生產(chǎn)的承力索終端錨固線夾經(jīng)700℃×2.5h退火處理后,組織均勻,α相之間均勻分布有硬脆相(α+γ2)共析體,少量粒狀k相彌散分布在組織中,其抗拉強(qiáng)度為634MPa,屈服強(qiáng)度為301MPa,伸長(zhǎng)率為28.2%,硬度為169.4HB;由R態(tài)QAl9-4材料生產(chǎn)的接觸線終端錨固線夾經(jīng)910℃×1h水冷+550℃×5h固溶時(shí)效處理后,組織保留有均勻分布的β'相馬氏體,粒狀k相均勻彌散分布在組織中,合金具有較高強(qiáng)度的同時(shí)具有較好的塑性,其抗拉強(qiáng)度為678MPa,屈服強(qiáng)度為319MPa,伸長(zhǎng)率為24.9%,硬度為173.8HB。
【關(guān)鍵詞】：QAl9-4合金 固溶時(shí)效 穩(wěn)定化退火 組織與性能 接觸網(wǎng)
【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
【分類號(hào)】：U225;TG146.11
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 引言11-12
• 1.2 鋁青銅合金的發(fā)展現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 鋁青銅合金的概述12-14
• 1.2.2 合金元素和雜質(zhì)對(duì)鋁青銅合金的影響14-16
• 1.2.3 鋁青銅合金的熱處理16-17
• 1.2.4 銅合金的相變17-18
• 1.3 鋁青銅合金研究進(jìn)展18-19
• 1.4 本文研究背景及意義19-20
• 1.5 本文研究主要內(nèi)容20-22
• 第二章 試驗(yàn)材料及方法22-29
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料22
• 2.2 鐓粗變形后熱處理試驗(yàn)22-24
• 2.2.1 試樣制備23-24
• 2.2.2 熱處理工藝24
• 2.3 分析取樣24-25
• 2.4 力學(xué)性能測(cè)試25-27
• 2.4.1 硬度測(cè)試25
• 2.4.2 室溫拉伸測(cè)試25-27
• 2.5 微觀組織觀察27-29
• 2.5.1 金相組織觀察27
• 2.5.2 掃描電鏡觀察27-29
• 第三章 固溶時(shí)效處理對(duì)QAl9-4 合金組織與性能的影響29-51
• 3.1 正交試驗(yàn)方法29-30
• 3.2 QAl9-4 合金鐓粗變形后的性能及組織30-31
• 3.3 不同固溶時(shí)效處理?xiàng)l件下R態(tài)合金的性能31-39
• 3.3.1 試驗(yàn)結(jié)果31-32
• 3.3.2 固溶時(shí)效處理對(duì)R態(tài)QAl9-4 合金力學(xué)性能的影響32-37
• 3.3.3 固溶時(shí)效處理對(duì)R態(tài)QAl9-4 合金顯微組織的影響37-39
• 3.4 不同固溶時(shí)效處理?xiàng)l件下Y態(tài)合金的性能39-45
• 3.4.1 試驗(yàn)結(jié)果39
• 3.4.2 固溶時(shí)效處理對(duì)Y態(tài)QAl9-4 合金力學(xué)性能的影響39-43
• 3.4.3 固溶時(shí)效處理對(duì)Y態(tài)QAl9-4 合金顯微組織的影響43-45
• 3.5 分析與討論45-49
• 3.5.1 QAl9-4 合金的組織組成物45-46
• 3.5.2 QAl9-4 合金的掃描電子顯微組織46-47
• 3.5.3 QAl9-4 合金拉伸斷口特性47-48
• 3.5.4 QAl9-4 合金固溶時(shí)效強(qiáng)化機(jī)制48-49
• 3.6 本章小結(jié)49-51
• 第四章 穩(wěn)定化退火對(duì)QAl9-4 合金組織與性能的影響51-66
• 4.1 不同退火工藝下R態(tài)QAl9-4 合金的性能51-56
• 4.1.1 退火溫度對(duì)R態(tài)QAl9-4 合金力學(xué)的影響51-52
• 4.1.2 退火時(shí)間對(duì)R態(tài)QAl9-4 合金力學(xué)性能的影響52-53
• 4.1.3 退火工藝對(duì)R態(tài)QAl9-4 合金顯微組織的影響53-56
• 4.2 不同退火工藝下Y態(tài)QAl9-4 合金的性能56-62
• 4.2.1 退火溫度對(duì)Y態(tài)QAl9-4 合金的力學(xué)影響56-57
• 4.2.2 退火時(shí)間對(duì)Y態(tài)QAl9-4 合金的影響57-59
• 4.2.3 退火工藝對(duì)Y態(tài)QAl9-4 合金顯微組織的影響59-62
• 4.3 分析與討論62-65
• 4.3.1 QAl9-4 合金退火后拉伸斷口特性62-63
• 4.3.2 退火溫度對(duì)QAl9-4 合金性能的影響63-64
• 4.3.3 退火時(shí)間對(duì)QAl9-4 合金性能的影響64-65
• 4.3.4 退火處理后QAl9-4 合金性能65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 第五章 QAl9-4 合金在接觸網(wǎng)上的應(yīng)用66-73
• 5.1 QAl9-4 合金綜合性能對(duì)比66-67
• 5.2 實(shí)際應(yīng)用67-72
• 5.2.1 終端錨固線夾67-68
• 5.2.2 終端錨固線夾熱處理后的力學(xué)性能68-69
• 5.2.3 終端錨固線夾熱處理后的組織性能69-70
• 5.2.4 終端錨固線夾熱處理后的拉伸斷口特性70-71
• 5.2.5 終端錨固線夾型式試驗(yàn)71-72
• 5.3 本章小結(jié)72-73
• 第六章 結(jié)論73-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 致謝78-79
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文79

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本文編號(hào)：710626