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时间:2019-02-03
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1、Bi、Sb对ZA27合金组织和性能的影响摘要锌铝合金以其优良的耐磨、减磨性和良好的综合机械性能已成为铜合金的理想替代材料,特别是在低速、重载、不良润滑条件下用高A1锌基合金(ZA27)替代铜合金有良好的效果。目前锌基合金使用中存在的较大问题之一是合金的尺寸稳定性差(俗称“老化”),随合金中A1含量的提高而愈加严重,这一状况不但影响ZA27合金的使用,同时限制了A1>27%的高A1锌基合金的开发。本文通过在ZA27合金中添加不同含量的Bi、Sb元素,利用JB-300B冲击实验机、THl60里氏硬度计、SHD_
2、A红外线电烘箱、M2000磨损试验机、Rigakud/max一2500型XRD衍射仪、4it双目金相显微镜对合金的组织和性能进行了研究。这一研究具有创新性。主要研究结论如下:1、Bi在ZA27合金中与Zn、A1形成偏晶转变,Bi在Zn基合金中不形成化合物相,而以纯Bi相独立存在于基体中,含Bi的ZA27合金组织由0c(h1)、rl(Zn)、£(CuZn5)及Bi相组成。2、随ZA27合金中Bi含量的提高,合金的硬度、无润滑条件下的耐磨性、尺寸稳定性提高、韧性下降。Bi在zn基合金中以单质的独立相存在,Bi显
3、著提高锌基二元及Zh27合金的尺寸稳定性,是由于Bi具有热缩冷胀的物理性能和良好的自润滑性特性决定的。加入1.5%的Bi时ZA27合金的尺寸变化量最小,尺寸稳定性提高了69%,耐磨性提高18.3%o3、Sb在Zn及Zh27合金中几乎不溶,以高熔点的硬质SbAl化合物出现,含Sb的ZA27合金组织由0【(A1)、rI(Zn)、SbAl和£(CuZn5)组成。Sb在Zn基合金中形成条块状Sb、A1化合物,具有钝化a枝晶、细化合金组织的作用。4、Sb在Zh27合金中与A1形成A1Sb化合物相,SbAl相提高ZA2
4、7合金的强硬性、降低合金的塑韧性。在重载无润滑条件下含0.5%Sb的Zh27合金的滚动磨损量减少了59%,提高了合金的耐磨性。Sb有效的提高Zh27合金的尺寸稳定性,是由于Sb化合物相形成时消耗了合金中的部分A1,减少了膨胀量较大的Q相数量所导致。在含1.O%Sb时,ZA27合金的尺寸稳定性提高81%。关键词:ZA27;Bi;Sb;尺寸稳定性;耐磨性;力学性能EffectofBi、SbontheStructureandPropertiesofZA27AlloyLiuNan(Materialprocessin
5、gengineering)DirectedbyProfessorXiaLantingABSTRACTZn—AIalloyhasbecometheidealalternativematerialsofcopperalloyforitsexcellentwear-resistantandgoodmechanicalproperties,particularlyalternativehighAI·zincalloy(ZA27)insteadofusingcopperAlloywithgoodresultsunde
6、rconditionsoflow-speed,overloading,poorlubrication.Oneofthelargerissueofzinc—basedalloysusedatpresentisthepoordimensionstabilityofalloy(commonlyknownas¨ageing¨).It’SbecomingevenmoreseriouswiththeincreaseoftheAIcontentinthealloy,thissituationnotonlyaffectst
7、heuseofZA27alloy,butalsolimitsthedevelopmentoftheAI>27%ofhigh--AI--zincalloy.ByaddingdifferentcontentsofBi,SbelementsinZA27alloys,thisarticlestudiedthemicrostructureandpropertiesofZn—AIalloysbyusingJB-300Bimpacttestmachine,TH160Richterhardness,SHD.Ainfra.r
8、edelectricoven,M2000weartester,Rigakud/max一2500一XRDdiffraction,4XCbinocularmicroscope.Thisresearchisinnovativeinnature.Themainconclusionsofthestudyareasfollows:1、BiandZn、A1formedmonotectictransitioninZA27allo
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