Al-Zn合金阻尼機(jī)制以及阻尼性能影響因素.pdf

1、鋅鋁基合金因其優(yōu)異的機(jī)械性能、耐磨性、阻尼性能及低廉的成本，被廣泛應(yīng)用于替代傳統(tǒng)材料生產(chǎn)軸承、軸瓦、滑塊等部件。大多數(shù)國內(nèi)外學(xué)者的研究多集中在Zn含量高于50wt.％的鋅鋁合金，而對于Zn含量低于50wt.％的鋁鋅合金研究較少。鋁鋅合金與鋅鋁合金相比由于Zn含量低，具有質(zhì)量輕的優(yōu)勢且具有一定阻尼性能。為更多更好地了解鋁鋅合金，本文對鋁鋅合金進(jìn)行了研究。
　　本課題為確定合適的合金成分，以獲得阻尼性能優(yōu)異、力學(xué)性能良好的輕量化鋁鋅合

2、金，分別熔煉了Al-25wt.％Zn，Al-35wt.％Zn和Al-45wt.％Zn三種成分的鋁鋅合金并進(jìn)行了均勻化熱處理，通過優(yōu)化選取Al-45wt.％Zn，并向Al-45wt.％Zn合金中分別加入了0.4wt.％,0.6wt.％,0.8wt.％的Ti和Zr，再次選定最優(yōu)成分后又分別進(jìn)行了380℃×3h+400℃×1h，370℃×10h+180℃×6h，350℃×2h+200℃×10h的熱處理實(shí)驗(yàn)。通過金相顯微觀察、X-射線衍射、阻尼

3、性能測試、室溫拉伸試驗(yàn)、顯微硬度測試對試樣進(jìn)行了組織性能對比，得到的研究成結(jié)果如下:
　　(1)在本文研究的二元合金中，Zn含量的越多，合金的阻尼性能越好。Al-45wt.％Zn合金的晶粒最細(xì)，共析強(qiáng)化相最多，使得可動界面的數(shù)量最多，因此，Al-45wt.％Zn合金表現(xiàn)出性能最優(yōu)，其阻尼值為0.012，分別比Al-25wt.％Zn和Al-35wt.％Zn合金的阻尼值提高了50％和16.7％?？估瓘?qiáng)度為243.1MPa，屈服強(qiáng)度為1

4、98.8MPa,伸長率為3.7％，硬度為85.9HV。
　　(2)(Al-45wt.％Zn)-0.6wt.％Ti和(Al-45wt.％Zn)-0.6wt.％Zr的阻尼性能最優(yōu)，阻尼值分別為0.014和0.013。相比于二元Al-45wt.％Zn合金阻尼值分別提高了16.7％和8.3％，加入0.4wt.％Ti和0.4wt.％Zr可以細(xì)化晶粒;加入0.6wt.％Ti和0.6wt.％Zr能與Al生成金屬間化合物，作為異質(zhì)形核的核心，彌散

5、強(qiáng)化，增加晶界。加入0.6wt.％Ti的鑄態(tài)合金的硬度值為94.6HV、比二元合金提高了10.1％，但低于加入0.8wt.％Ti的鑄態(tài)合金，其硬度值101.3HV;加入0.6wt.％Zr的硬度最強(qiáng)，為96.2HV，比二元合金提高了12％。一方面晶粒的細(xì)化可以增強(qiáng)合金的硬度，另一方面過量的金屬間化合物會析出在晶界，阻礙晶界的可動性，對硬度有貢獻(xiàn)作用。
　　(3)熱處理350℃×2h+200℃×10h對(Al-45wt.％Zn)-0.

6、6wt.％Ti，370℃×10h+180℃×6h對(Al-45wt.％Zn)-0.6wt.％Zr三元鑄態(tài)阻尼性能改善效果最好，阻尼值分別達(dá)到了0.0175和0.018，相比于Al-45wt.％Zn二元合金分別提高了45.8wt.％和50％，相比于(Al-45wt.％Zn)-0.6wt.％Ti和(Al-45wt.％Zn)-0.6wt.％Zr三元鑄態(tài)合金分別提高了25％和38.5wt.％;抗拉強(qiáng)度分別為214.2MPa和222.4MPa,屈

7、服強(qiáng)度分別為209.8MPa和214.3MPa，與二元合金相差不大;拉伸率分別為16.1wt.％和15.9％，相比于二元Al-45wt.％Zn合金分別提高了335％和330wt.％;硬度分別為128.7HV和113.7HV，相比于二元Al-45wt.％Zn合金分別提高了49.8％和32.4wt.％，相較于(Al-45wt.％Zn)-0.6wt.％Ti和(Al-45wt.％Zn)-0.6wt.％Zr三元鑄態(tài)合金分別提高了36wt.％和18