ZA40合金摩擦磨损性能研究

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1、ZA40合金摩擦磨损性能研究Theresearchonwear—frictionpropertiesofZA40alloy2012年4月合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称)主席：新蟛牡囟凸≯谚《委员：泓蝴∥艺渐乙底援墨斧誊雌稿沓厂南z导师：钫忙筝企胁工物嗜科彳爹胁独创性声明本人声明所早交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究一I：作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金日巴=!：些叁堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的

2、材料。与我一同』1i作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签字：桀佟封签字日期：J。，缉争月z午日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金月巴工些厶堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部J’J或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金日巴型：些厶兰L可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文者签名：豫醚耷签字日期：c)ofL年斗月砷日学位论文作者毕业后去向：T：作单位：通讯地址：导师签名：与而

3、怯蒡签字日期：。。，2年群崩和电话：邮编：ZA40合金摩擦磨损性能研究摘要本文采用含有3％硅的ZA40合金为研究对象，分别通过T4或T6热处理工艺及混合钠盐和稀土共同变质处理，研究不同热处理工艺和变质剂加入量对合金组织、硬度和耐磨性的影响，并将ZA40合金与锡青铜和铝青铜的耐磨性作了比较。通过光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析及环块型摩擦磨损实验等实验和分析手段，研究了ZA40合金的显微组织、断裂机理和摩擦磨损特性。得到以下主要结论(1)ZA40合金组织主要由Q相、T1相、Si相、￡相和共析体(Q+T1)组成。ZA40合金加入0．15％混合镧铈稀土时变质效果最佳，稀土能细化合金中的O【树

4、枝晶，抑制共晶硅析出，促使硅元素呈块状颗粒析出。(2)富铈混合稀土变质能使ZA40合金抗拉强度和延伸率有所提高，硬度大幅提高。合金拉伸断口是典型的准解理断裂，随稀土含量增加韧性断裂倾向增加。含0．15％稀土的ZA40合金耐磨性最好。(3)经稀土变质后的ZA40合金，在380V固溶4小时淬火能使合金中粗大的a树枝晶分解，合金的显微组织为过饱和的面心立方固溶体0【’。相。固溶处理使合金微观组织均匀分布，使合金的硬度提高。(4)继固溶淬火之后，在100℃保温2小时或200℃保温1小时人工时效处理，使a+rI混合物以细小结构的沉淀物析出。ZA40合金的硬度虽有所降低，但其耐磨性能得到显著改善(即摩

5、擦系数和磨痕宽度降低)。(5)铸态下，ZA40合金在32#机油润滑摩擦时摩擦系数随载荷增加先减小后增加；经380℃固溶4小时淬火后，摩擦系数随载荷增加而一直减小；再继之以时效处理后，合金的摩擦系数随载荷增加基本不变。固溶和时效热处理后的ZA40合金在低速、重载荷工况下的摩擦磨损性能得到改善。(6)铸态ZA40合金在干摩擦条件下磨损表面形貌主要为宽且深的犁沟，磨损机理主要表现为磨粒磨损、其次还有表面疲劳磨损、氧化磨损和粘着磨损；在润滑条件下磨损表面有金属剥落现象，磨损机理主要是磨粒磨损。经热处理后，ZA40合金在有机油润滑摩擦条件下磨损表面很光滑，磨损机理主要为磨粒磨损。(7)混合钠盐和稀土

6、共同变质能抑制共晶硅生长使其团球化且均匀弥散分布于品界，3％钠盐变质剂加入量为宜。(8)经变质和热处理后的ZA40合金，摩擦磨损性能优与铝青铜和锡青铜。关键词：锌铝合金；ZA40合金；热处理；变质；耐磨性rT弋11，’●上laeresearcllOnwear—trlctlonorooertleSofZA40alloyAbstractInthisthesis，ZA40alloywith3％Sielementistheobjectofstudy．Theimpactofdifferentheattreatmentprocesses(T4andT6heattreatment)andtheconte

7、ntofmodifier(mixedsodiumsaltandrareearth)onmicrostructure．hardnessandwearresistanceofthealloywasinvestigated．ThewearresistanceofZA40alloywascomparedwithoneoftinbronzeandaluminumbronze．Themicrostructure．fractureme