Mn元素及熱處理工藝對(duì)ZA40合金微觀組織和性能的影響.pdf

1、本課題系統(tǒng)考察了錳元素及熱處理工藝對(duì)ZA40合金組織和性能的影響，并在希望得到較高力學(xué)性能和最好的耐磨性的前提下得出了最適合ZA40合金的錳元素添加量及熱處理工藝。系統(tǒng)研究了合金中錳元素的分布規(guī)律和作用?？疾炝瞬煌瑹崽幚砉に噷?duì)元素分布的影響規(guī)律，分析了固溶結(jié)合時(shí)效熱處理工藝相對(duì)于單一的固溶熱處理的優(yōu)勢(shì)，為定制合金熱處理工藝提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)ZA40合金的微觀組織主要由樹(shù)枝狀α基體、晶界周圍的α+η共析體、

2、ε相和富錳相組成。在合金中加入少量的錳元素，可以使合金基體組織得到明顯的細(xì)化，同時(shí)產(chǎn)生少許呈點(diǎn)狀和顆粒狀分布的富錳硬質(zhì)點(diǎn)。當(dāng)錳含量達(dá)到0.75％時(shí)，富錳硬質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榇执蟮母诲i相。隨著錳含量的繼續(xù)增加，富錳相開(kāi)始聚集，呈條狀和塊狀集中于晶界。當(dāng)錳含量達(dá)到1.5％時(shí)，富錳相呈片狀組織貫穿晶界。
　　(2)錳含量在0～1.0％時(shí)，合金硬度顯著提高。但是當(dāng)錳含量超過(guò)1.0％之后，合金硬度隨錳含量的增加而上升的效果變得不顯著。隨著錳含量的增

3、加，抗拉強(qiáng)度有所增加，當(dāng)錳含量為1.25％時(shí)，有最大的抗拉強(qiáng)度。但當(dāng)錳含量超過(guò)1.25％時(shí)，抗拉強(qiáng)度就出現(xiàn)下降。伸長(zhǎng)率隨錳的加入量增加而降低，伸長(zhǎng)率保持在1.5～4％之間變化。在鋅鋁合金中加入錳元素，能顯著提高合金的耐磨性，改善合金的摩擦學(xué)特性。當(dāng)錳含量為1.0％時(shí)，合金的磨損量最低，其摩擦磨損性能最好。
　　(3)固溶處理之后，晶粒得到明顯的細(xì)化。380℃固溶時(shí)，隨著固溶時(shí)間延長(zhǎng)，合金中α相增多，α相枝晶增大，晶粒粗化，并且ε相

4、和富錳相變少。硬度和抗拉強(qiáng)度有了大幅度提升，而伸長(zhǎng)率略有下降。相對(duì)于固溶熱處理而言，固溶+時(shí)效處理后的ZA40合金的硬度和抗拉強(qiáng)度有所下降，但伸長(zhǎng)率有所上升，并且組織中有產(chǎn)生新相Al8Mn5和AlCu。
　　(4)在不同的載荷量和線速度下，相對(duì)于固溶熱處理而言，固溶+時(shí)效處理后的ZA40合金的摩擦系數(shù)和磨損量都是最小的。隨載荷量和線速度的變化，固溶+時(shí)效處理后的其摩擦系數(shù)和磨損量的變化程度較小，說(shuō)明合金在摩擦磨損過(guò)程中的穩(wěn)定性都是