含微量Cr、Mg的Zn10Cu02Ti合金的组织与性能

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1、中图分类号—TGl4—6．1+UDC3L硕士学位论文学校代码!Q533密级公珏含微量Cr、Mg的Zn．1．0Cu．0．2Ti合金的组织与性能MicrostructureandpropertiesofZn一1．OCu一0．2TiahoywithtraceCr，Mgelement作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：王艳材料科学与工程材料学材料科学与工程学院肖来荣论文答辩日期垄!童：圣：步答辩委员会主席中南大学2013年5月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特N3n以标注和致谢的地方外，论文中

2、不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：垂抱日期：生年上月丝日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：丝聊签越吼丝年上月丝日中南

3、大学硕士学位论文摘要含微量Cr、Mg的Zn一1．0Cu一0．2Ti合金的组织与性能摘要：锌铜钛合金与锌及锌铝合金相比具有良好的抗蠕变性能，被称为抗蠕变锌合金，其机械性能可以与铜合金、铝合金相媲美，可以部分替代铜合金、铝合金。然而，锌合金在使用过程中，经过长时间的服役，因发生腐蚀而表现出力学性能下降、尺寸不稳定等现象。另一方面，锌合金生产加工过程中存在塑眭差、变形困难、温升大等问题。这是限制锌合金产业化及推广应用的两个重要问题。因此，对锌合金的腐蚀行为及热加工行为进行研究，具有非常重要的实际意义。本研究采用熔铸、挤压等方法制备了一系列Zn．1．0Cu．0．2Ti和Zn．1．0Cu

4、．0．2Ti．X(简称ZCT、ZCT-X)合金，借助光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子探针显微分析仪fEPMA)、电子能谱仪(EDS)、电子万能试验机等设备，首先分析微合金化后ZCT-X合金的组织与性能，然后研究在不同条件下合金的腐蚀行为，分析合金的腐蚀形貌和腐蚀产物，并对合金的腐蚀机理进行初步探讨；通过不同变形条件下的热压缩实验，得出ZCT-0．1Cr合金的流变应力方程，并绘制合金的热加工图，分析合金的高温变形机制。得出以下结论：(1)ZCT合金铸态组织呈典型枝晶状，主要由呀相、TiZnl5相、s相及Cu2TiZn22相组成。与ZCT合

5、金相比，ZCT-xCr和ZCT-xMg合金的铸态组织较粗，合金的相组成变化不大。随着Cr含量的增加，合金中枝晶的方向性先减弱后增加。随着Mg含量的增加，合金中枝晶的方向性减弱。(2)Cr、Mg元素均显著提高了ZCT合金的强度，Cr对合金的伸长率影响不明显，Mg显著降低合金的伸长率。ZCT和ZCT-0．1Cr合金的拉伸断口为典型的韧性断裂，ZCT00．1Mg合金的拉伸断口为明显的脆性断裂。(3)在NaCl溶液中，ZCT合金的电化学腐蚀性能随着NaCl浓度的升高而下降，随着温度的升高而下降；ZCT-X合金在自来水中的电化学腐蚀性能优于其在NaCl溶液中的电化学腐蚀性能。(4)ZCT

6、-X合金在常温3．5％NaCl溶液中的腐蚀增重量的增长速度随着时间的延长均呈现先增大后逐渐降低的趋势；ZCT合金在高温下该溶液中的腐蚀速率服从幂指数规律。ZCT-X合金在常温3．5％NaCl中的腐蚀产物为ZnO和Zn5(0H)8C12-H20，ZCT合金在90℃的中南大学硕士学位论文摘要3．5％NaCl中的腐蚀产物为ZnO。(5)在ZCT-X合金腐蚀过程中，以基体T1相为阳极，第二相为阴极形成微电池，造成基体”相快速溶解。添加Cr、Mg后，ZCT-X合金在3．5％NaCl溶液中的腐蚀速率明显下降，Mg提高合金耐腐蚀性能的作用更为显著。(6)在变形温度为200．350℃、应变速率

7、为O．01．10s。的变形条件下，随着变形温度的降低和应变速率的增大，ZCT-0．1Cr合金的流变真应力及真应力峰值增加。ZCT-0．1Cr合金热压缩变形时的流变应力本构方程见公式(5．10)。(7)在ZCT-0．1C啥金加工图中的失稳区域并未发现破坏性的组织变化，在温度250—350。C、应变速率0．01．0．135s-1变形条件下，合金发生动态再结晶，在其它条件下发生位错运动或动态回复。在合金热加工时，变形温度应控制在250．300。C之间，应变速率应控制在0．1s‘1左右。关键词：Zn