Mn元素及熱處理工藝對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υ胤植嫉挠绊懸?guī)律，分析了固溶結(jié)合時效熱處理工藝相對于單一的固溶熱處理的優(yōu)勢，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化，同時產(chǎn)生少許呈點狀和顆粒狀分布的富錳硬質(zhì)點。當(dāng)錳含量達到0.75％時，富錳硬質(zhì)點轉(zhuǎn)變?yōu)榇执蟮母诲i相。隨著錳含量的繼續(xù)增加，富錳相開始聚集，呈條狀和塊狀集中于晶界。當(dāng)錳含量達到1.5％時，富錳相呈片狀組織貫穿晶界。
　　(2)錳含量在0～1.0％時，合金硬度顯著提高。但是當(dāng)錳含量超過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，抗拉強度有所增加，當(dāng)錳含量為1.25％時，有最大的抗拉強度。但當(dāng)錳含量超過1.25％時，抗拉強度就出現(xiàn)下降。伸長率隨錳的加入量增加而降低，伸長率保持在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，合金的磨損量最低，其摩擦磨損性能最好。
　　(3)固溶處理之后，晶粒得到明顯的細化。380℃固溶時，隨著固溶時間延長，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。硬度和抗拉強度有了大幅度提升，而伸長率略有下降。相對于固溶熱處理而言，固溶+時效處理后的ZA40合金的硬度和抗拉強度有所下降，但伸長率有所上升，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，相對于固溶熱處理而言，固溶+時效處理后的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+時效處理后的其摩擦系數(shù)和磨損量的變化程度較小，說明合金在摩擦磨損過程中的穩(wěn)定性都是