高铝锌基合金组织及性能的研究

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1、摘要中文摘要高铝锌基合金凭借良好的机械性能、铸造性能、耐磨性能以及成本低、能耗小成为金属材料研究的热点之一。随着合金中铝含量的提高，合金的室温、高温力学性能、耐磨性以及价格优势愈显突出，本文对A1>一27％的高铝锌基合金研究，从合金的显微组织及性能之间的关系进行分析，旨在提高合金的综合性能，扩大高铝锌基合金的应用范围。试验采用光学金相分析(OM)，扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线分析(Ⅺm)、显微硬度、拉伸性能、冲击韧度、尺寸稳定性能、磨损性能等分析和测试手段，较系统地研究了～含量对高铝锌基合金显微组织和力学性能的影响及作用机理，

2、Bi、Sb合金元素对综合性能最优的ZA40合金组织及性能的影响。1．在高铝锌基合金中增大甜含量，组织中ix相数量增多，ix相和T1相均得到细化，ZA40合金中a相溶解Zn、Cu元素较ZA27提高49．3％，固溶强化作用增强。ZA40合金中硬质点相有e(CuZns)、Cu3A12及CugAl4。2．随砧含量的提高，合金力学性能提高，室温下强度提高9．19％，硬度提高13．5％，韧性提高44．75％，塑性有所下降，高温抗拉强度比ZA27提高37．5％。高温时效处理可使富舢的0【相更稳定，提高合金的尺寸稳定性。合金的耐磨性提高，在高速重载的条件下，Z

3、A40合金磨损量、摩擦系数、摩擦力矩分别为ZA27合金的30．8％、64％、63．6％。3．在高铝锌基合金中添加Bi元素，可使合金的组织细化，Bi以单质团簇状存在于晶界处，使合金韧性有所下降。Bi由于自身特有的物理性质，可以提高合金的尺寸稳定性，在经过150℃、200h保温后尺寸变化率减小22．2％，再次经过96℃、50h保温后尺寸变化率减小67．25％。在高速800N的情况下可使合金的磨损量减小12．77％。Bi含量1．O％左右性能最好。4．在高铝锌基合金中添加Sb元素，使a枝晶钝化，提高合金硬度，合金中Sb与Zn形成化合物Sb3Zn4，存在

4、于晶界处使合金韧性有所下降。Sb3Zn4化合物的出现消耗了zn，减少了q相的数量，使Zn的线膨胀作用减弱，提高合金的尺寸稳定性，在经过150℃、200h保温后尺寸变化率减小18．5％，再次经过96。C、50h保温后尺寸变化率减小85．2％。在高速l100N的情况下合金的磨损量减小11．76％，在重载有润滑的情况下作用更突出。Sb含量1．O％左右性能最好。高铝锌基合金组织及性能的研究关键词：Al含量；a相；力学性能；尺寸稳定性；磨损性能；B“SbABSTRACTWithgoodmechanicalproperties、castingcharact

5、er、wear-resistanceandthelowcost、lowenergyconsumption，thehighaluminumzinc—basedalloybecomeoneofhotspotsinresearchonmetallicmaterials．1hemechanicalpropertyinbothroomandhi曲temperature，wear-resistanceaswellasthepriceadvantageofalloywillbemoreoutstandingwiththeincreasingofAIconte

6、nt．Thehighaluminumzinc—basedalloy，inwhichA1contentisgreaterorequal27percent，wereinvestigatedinthisdissertation，andtherelationbetweenthemicrostructureandpropertiesofthealloybeanalyzed，inordertoimprovethecombinationpropertyofalloyandenlargeitsapplication．Inthistest，theeffectso

7、fAlcontentonthemicrostructureandmechanicalpropertyofhighaluminumzinc—basedalloyandBi、SbadditionsonthemicrostructureandmechanicalpropertyofZA40whosecombinationpropertyisthebestaresystematicallystudiedbyopticalmicroscope(OM)，scanningelectronmicroscope(SEM)，X．raydiffraction(XRD

8、)，energydispersivespectrometer(EDS)，microhardness，tensiletest，impacttoughne