高鋁鋅基合金制備及其性能研究.pdf

1、鋅基合金是近十年來國內(nèi)外應(yīng)用日益廣泛的一種新型有色金屬材料,因其良好的鑄造性能、耐磨性能和低廉的制造成本,已在工業(yè)應(yīng)用中部分取代青銅、黃銅作為制造減磨、耐磨零件的材料。而我國又是一個多鋅少銅的國家,隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的飛速發(fā)展,尋求銅的有效替代材料已成為可持續(xù)發(fā)展亟待解決的重要問題,賦予了鋅鋁合金重要的工程應(yīng)用價值。但目前鋅基合金普遍存在著工作溫度低,尺寸穩(wěn)定性差等問題,針對鋅基合金存在的問題,本文從合金化及組織結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行系統(tǒng)研究,為進(jìn)一

2、步擴大鋅基合金的應(yīng)用范圍奠定基礎(chǔ)。
　　 本文通過合金化及變質(zhì)處理制備出了性能優(yōu)良的高鋁鋅基合金,其成分為Zn-40Al-2Cu-1Si。借助掃描電鏡、能譜儀、X射線衍射儀、WTD-2型熱膨脹儀、MG-2000型高溫高速摩擦磨損試驗機等設(shè)備,系統(tǒng)研究了合金元素及其添加量、熱處理工藝參數(shù)對制備的高鋁鋅基合金組織及性能的影響。
　　 力學(xué)性能實驗結(jié)果表明,本文制備的高鋁鋅基合金鑄態(tài)下硬度及抗拉強度比傳統(tǒng)的ZA27合金分別提高

3、了6％及20％。此外,0.05wt％稀土元素的加入可進(jìn)一步提高其硬度及抗拉強度。
　　 熱膨脹系數(shù)檢測結(jié)果表明,本文制備的高鋁鋅基合金膨脹系數(shù)明顯低于ZA27合金,其中100℃下比ZA27合金降低37％,其主要因為是高含鋁量及高熔點Cu元素的作用。
　　 摩擦磨損實驗表明,所制備的高鋁鋅基合金經(jīng)370℃×24h固溶處理,150℃×11min時效處理后的硬度達(dá)到最大值；在相同工況條件下,其耐磨性最好,且明顯優(yōu)于ZA27合金