變形鋅合金ZAT10熱處理工藝及服役行為研究.pdf

1、采用熔鑄、擠壓等方法制備了高強(qiáng)變形鋅合金ZAT10，借助光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、差熱分析儀(DSC)、X射線衍射儀(XRD)、能譜分析儀(EDS)、電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、恒溫水浴箱以及高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱等手段和設(shè)備，研究了鑄態(tài)鋅合金、變形鋅合金ZAT10的微觀組織及相組成；分析了熱處理對(duì)鑄態(tài)鋅合金和變形鋅合金的組織和力學(xué)性能的影響；采用硬度法初步繪制了ZAT10的TTT曲線；研究了變形鋅合金在不同條件下服役后合金的尺寸

2、大小、力學(xué)性能、腐蝕性能的變化，探討了合金在服役過(guò)程中的腐蝕機(jī)理及合金的失效機(jī)理。得出以下主要結(jié)論：
　　 (1)鑄態(tài)鋅合金的組織由初生α'(Al)相枝晶和α與η鋅相的共析體、晶間共晶體等組成；變形鋅合金ZAT10的組織只有鋅η相和(α+η)相的層片狀組織。
　　 (2)100℃～150℃的熱處理，對(duì)鑄態(tài)鋅合金的成分偏析及枝晶偏析的消除作用不明顯；短時(shí)間的熱處理對(duì)鑄態(tài)鋅合金成分偏析的消除作用不大；280℃下進(jìn)行10天及以

3、上的熱處理對(duì)鑄態(tài)鋅合金成分偏析的消除作用明顯，晶粒細(xì)小且成粒狀；360℃下進(jìn)行10天以上熱處理對(duì)鑄態(tài)鋅合金成分偏析的消除作用明顯，晶粒變大且成片狀分布。
　　 (3)通過(guò)熱處理可提高變形鋅合金的抗拉強(qiáng)度和優(yōu)化合金的抗腐蝕性能；隨熱處理溫度的提高，硬度先減少后增加，抗拉強(qiáng)度由391增加到498MPa，延伸率由20下降至5％，隨著溫度的提高，抗腐蝕性能也得到提高。
　　 (4)時(shí)效處理能夠明顯改變高強(qiáng)變形鋅合金ZAT10的硬

4、度，并可繪制得到該合金的等溫轉(zhuǎn)變曲線(即TTT曲線)。高強(qiáng)變形鋅合金ZAT10的時(shí)效是α'相分解成α和η的平衡相的一個(gè)過(guò)程。合金的硬度最初變化不明顯，相變開(kāi)始時(shí)硬度開(kāi)始增加，當(dāng)硬度達(dá)到最大值后相變結(jié)束；該合金時(shí)效孕育期從260℃至120℃經(jīng)歷先變短后變長(zhǎng)的過(guò)程，在210℃左右的時(shí)效孕育期最短。
　　 (5)合金在溫度+模擬海水中的服役的腐蝕程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于溫度+自來(lái)水，常溫/50℃+自來(lái)水中腐蝕度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于80℃+自來(lái)水，常溫/50

5、℃+自來(lái)水條件下服役合金只是出現(xiàn)了腐蝕點(diǎn)，服役后抗拉強(qiáng)度在360～380MPa區(qū)間波動(dòng)，而80℃+自來(lái)水中服役15天后，合金內(nèi)部出現(xiàn)了細(xì)微的裂縫，服役30天后，抗拉強(qiáng)度由380下降到200MPa，80℃+模擬海水下服役15天后，樣品開(kāi)始出現(xiàn)大塊脫落現(xiàn)象，樣品已經(jīng)失效；溫度+濕度服役條件下，常溫+50℃下合金服役后腐蝕的程度比較小，抗拉強(qiáng)度的變化不大，80℃+濕度下合金內(nèi)部出現(xiàn)裂縫，抗拉強(qiáng)度由380下降到250MPa；溫度+應(yīng)力條件下，隨