復(fù)合稀土對鋁青銅摩擦磨損及熱疲勞性能的影響.pdf

1、本文通過金相觀察、掃描電鏡等手段，研究了不同復(fù)合稀土(La+Y)添加量對ZCuAl9Fe4Ni4Mn2合金微觀組織的影響規(guī)律;用M-2000型磨損試驗機，用40Cr鋼制成對磨件，對不同合金進行了磨損實驗，研究了稀土對合金摩擦磨損性能的影響以及磨損機制的分析;在接近材料實際工況實驗條件下，用自約束型熱疲勞試驗機對不同合金進行了熱疲勞實驗以及熱疲勞裂紋萌生及擴展研究。
　　研究表明，ZCuAl9Fe4Ni4Mn2合金金相顯微組織由α相

2、、α+γ2相、β相以及K相所組成。添加不同量的復(fù)合稀土后，合金的顯微組織發(fā)生顯著變化。隨著RE的，加入，長條狀的粗大晶粒不斷細化;但隨著RE含量的增加，合金晶粒又得到不同程度的粗化并最終得到大小相當(dāng)?shù)牡容S晶。稀土的加入使K相呈細小顆粒析出，分布也更加均勻，但是過量的稀土?xí)购辖鹪叵蚓Ы缙?，惡化材料性能，所以最佳稀土的加入量?.083％。
　　不同合金摩擦試驗隨著載荷的增加，磨損量遞增，適量的稀土添加量能提高合金的耐磨性，而過

3、量的稀土使合金晶粒粗化，RE及合金元素向晶界處大量偏聚，晶界呈網(wǎng)狀割裂晶粒，耐磨性降低。
　　在低載荷條件下，不含稀土合金磨損表面形貌以犁溝為主，磨損機制主要為磨粒磨損，適量的稀土提高合金的耐磨性，磨損機制為輕微磨粒磨損，隨著稀土的增加，磨損形式由磨粒磨損向伴有粘著磨損和剝層磨損的磨粒磨損轉(zhuǎn)變。隨著載荷的增加，不同合金磨損表面有脫落的碎屑，表面出現(xiàn)磨粒剝落后的痘狀凹坑和塊狀或餅狀磨屑，發(fā)生了較嚴(yán)重的疲勞和粘著磨損。高稀土含量合金在

4、高載荷條件下，易出現(xiàn)嚴(yán)重的粘著和疲勞磨損，摩擦磨損性能急劇惡化。
　　少量的稀土添加量能夠提高合金的抗疲勞性，同時降低裂紋的擴展速率，這是由于稀土細化了合金組織。但是，過量的稀土使得合金晶粒粗化且出現(xiàn)偏析使得晶界弱化，從而大大惡化了合金的疲勞性能。熱疲勞裂紋首先在V型缺口的邊緣萌生，沿晶界擴展，在高稀土含量、高次疲勞循環(huán)的試樣中，出現(xiàn)穿晶裂紋，裂紋的擴展為沿晶和穿晶混合擴展。添加0.083％復(fù)合稀土的ZCuAl9Fe4Ni4Mn2