魏晓伟[1]2003年在《高铝锌合金压蠕变行为研究》文中研究说明ZA27合金具有优良的室温机械性能，其室温抗拉强度超过很多铝、青铜等铸造合金，这种材料可望应用于更多的场所。本文首先较全面地综述了锌铝合金的发展及研究现状，然后采用自制的压蠕变试验装置研究了ZA27合金在不同的温度和应力条件下的压蠕变行为、相变和微观组织的演变。 系统地研究了铸造方式、稳定化热处理以及变质剂稀土、锰和锆对ZA27合金的压缩蠕变行为的影响，不但发现稳态蠕变速率的对数分别与应力和温度的对数有较好的线性关系，而且还发现在其压蠕变的第一阶段会出现负蠕变现象(负塑性变形)。负蠕变的出现与温度和应力有关，稀土和锰扩大了负蠕变出现的温度和应力范围。稳态蠕变速率符合半经验公式或。稳态蠕变速率主要由锌的点阵扩散和位错的攀移所控制，品界滑移对蠕变也有贡献。 应用相变的观点并结合XRD、TEM和SEM分析结果深入分析了负蠕变出现的原因。负蠕变现象是由于压蠕变过程中的四相转变(α+ε→T′+η)引起体积膨胀而造成的，负蠕变量为压蠕变量与体积膨胀量之差。在压蠕变过程中，随着压蠕变量的增加，合金的微观组织从部分片状向球形状转化。 添加RE、Mn和Zr后合金的蠕变抗力提高，但在160℃时ZA27—Zr则相反，并结合显微组织的变化对此进行了深入分析。四川大学博士学位论文 发现晶粒大小和晶界处的复杂化合物对ZA27合金的压蠕变有很大的影响，粗化晶粒和晶界处的复杂化合物的有利作用使合金的压蠕变抗力提侣r作习。
余松林[2]2008年在《多元合金化对锌铝合金性能的影响》文中提出本文以ZA27合金为基体合金,复合添加Ni-Ti的量不变,改变Si和RE含量,制备出ZA27-Si-RE合金。利用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪等多种现代分析手段,研究了加入微量元素Si和RE后ZA27合金的微观组织、生成相形态及分布,测试了合金的力学性能、室温油润滑摩擦磨损性能,并分析了相关的作用机制。加入Si和RE后ZA27合金的SEM分析结果表明,复合加入Si和RE后,部分的树枝晶逐渐转变成短轴晶存在。晶间析出相连续性较好且分布均匀。Si颗粒主要以多边形存在于基体组织中,分布较均匀。RE主要分布于晶界处和枝晶间。从形貌看,多数块状、粒状,少许星形状,当含量继续增大时会聚集成长条状和大块状,有的贯穿于晶粒内部。经固溶时效后,原来的细层片组织已基本消失。同时组织中出现了粒状晶,整个组织由粗层片状和粒状晶组成。合金的力学性能实验结果表明,随着复合添加Si和RE量的增加,合金的抗拉强度、伸长率呈下降趋势,硬度则呈现先增后降的趋势。当复合加入2.7wt%Si和0.08wt%RE时,抗拉强度和伸长率分别为359 MPa和3.1%。当复合加入3.5wt%Si和0.14wt%RE时,合金的硬度值为126HB,较基体合金提高了8.6%。拉伸断口的SEM形貌分析表明,合金的断裂形式为部分韧窝+部分准解理的混合型断裂。合金的室温油润滑摩擦磨损实验结果表明,加入Si、RE后合金的耐磨性能明显提高。当复合加入3.5wt%Si和0.14wt%RE后,相同载荷下,相同时间内合金的磨损量较未添加任何元素的锌铝合金有明显的减少,摩擦系数较低,摩擦稳定性提高。由合金磨损表面形貌分析可知,在油润滑条件下,低载荷情况下,ZA27合金的磨损形式为磨粒磨损,随着载荷的增大,磨粒磨损特征减弱,粘着磨损的特征更加明显,在较大载荷下合金的磨损机制为磨粒磨损+粘着磨损。经固溶时效处理后,合金的组织和力学性能均有较大改善。随着时效时间的延长,合金的组织由原先的羽毛状细层片组织逐渐转变为粗层片状和粒状晶组成。经100℃时效后合金磨损量降低,且随着时效时间延长,耐磨性能逐渐改善。经6h时效后,复合添加Si:3.5wt%、RE:0.14wt%的合金,在300N、600N、900N正压力下的磨损量分别比未经时效处理的合金磨损量下降了24%、21%、25%。硬度值则提高了8.0%为136HB。复合添加Si:2.7wt%、RE:0.08wt%的合金经时效处理后抗拉强度和型变量可达到397MPa和3.4%,同比提高了10.5%和9.6%。
马立国[3]2007年在《稀土Ce对挤压铸造ZA27组织和力学性能的影响》文中提出本文研究了稀土Ce对挤压铸造ZA27组织和力学性能的影响。在挤压铸造工艺参数为：比压320MPa，模具温度180℃～220℃，浇注温度650℃，开始加压时间30s，保压时间45s条件下，制备稀土Ce含量分别为0％，0.15％，0.30％，0.45％，0.60％的挤压杯形铸件。试验结果表明，含Ce量为0.15％的ZA27挤压铸件的各项力学性能可达到：抗拉强度σ_b≥420MPa，伸长率δ_5≥5.5％，硬度HB≥124。稀土Ce能显着提高杯形挤压铸造ZA27合金的综合力学性能，强度指标和硬度均有明显提高，从而扩大了该合金的应用范围。通过变质、净化及微合金化作用，稀土Ce使挤压ZA27合金的组织得到了细化。当稀土Ce含量为0.15％时，明显改善ZA27合金的显微组织；当含量大于0.30％时，在晶粒边缘及晶界处生成了不规则的白色光亮的化合物。利用电子探针分析该化合物成分包含Zn、Al、Cu、Ce、Mg等元素。利用线扫描分析α相、β相、共晶体组织及化合物，发现α相、β相及共晶体组织中只含有少量的Ce元素，而在化合物中却有大量的Ce元素。说明了稀土Ce主要在ZA27合金中生成化合物。研究热处理工艺对合金组织和力学性能的影响规律。热处理使合金的组织更加均匀，经过320℃×8h水淬+100℃×6h热处理，可使合金获得良好的综合力学性能。经过320℃×8h水淬+150℃×6h热处理可以显着提高合金的塑性。
张瑞[4]2016年在《Si合金化及T6处理对高铝锌基合金摩擦磨损性能的影响》文中研究指明本课题以低成本的高铝锌基合金为研究材料,较为系统地研究Si合金化对高铝锌基合金组织、力学性能及摩擦磨损性能的影响。并尝试对高铝锌基合金进行固溶时效处理,进一步优化合金的机械性能和摩擦磨损性能。试验采用万能试验机、布氏硬度计、M-2000摩擦磨损试验机等设备和OM、SEM、EDS等分析测试仪器,对高铝锌基合金的组织形态、力学性能、磨损表面和亚表面形貌、摩擦磨损性能进行观察分析,总结Si合金化及热处理对高铝锌基合金组织性能的影响规律和机理,试验主要研究结果如下:(1)ZA27、ZA38合金组织经过0.55%Si元素合金化后,合金细化效果最理想,ZA27合金中大部分树枝状晶粒转变为碎块状,ZA38合金中树枝晶的晶粒度和晶臂显着细化,且出现较多晶臂熔断现象。此时两种合金综合力学性能也达到最优。T6处理后,时效态合金组织转变为富铝α相基体上分布η相质点的组织形式,合金的抗拉强度、硬度均有所提高,延伸率获得极大提高。(2)在磨损时间3h、载荷600N的室温油润滑摩擦磨损条件下,0.55%Si合金化可以显着提高ZA27、ZA38合金的摩擦磨损性能,磨损量分别只有97.3mg和75.6mg。(3)在磨损时间3h、载荷600N的室温油润滑摩擦磨损条件下,铸态ZA27合金的磨损机制为粘着磨损,且表面发生大量塑性变形;加入0.55%Si合金化的ZA27合金磨损机制主要是磨粒磨损。铸态ZA38合金磨损机制为磨粒磨损与粘着磨损共同作用的混合磨损机制,加入0.55%Si合金化的ZA38合金磨损机制转变为磨粒磨损。(4)固溶处理后,ZA27-0.55Si和ZA38-0.55Si合金的摩擦磨损性能较铸态反而有所下降;再经过时效处理,合金的耐磨性能优于铸态,合金的磨损量较合金化态更低;时效态合金的磨损机制为微动式磨粒磨损。(5)在相同的工况条件下,600N载荷时ZA38合金的耐磨性能明显优于铸态ZA27合金,800N载荷时略优于ZA27合金。
王先德[5]2010年在《ZZNAL4Y压铸锌合金的改性研究》文中研究说明在我国叁号锌铝合金(3.5%~4.3%Al)的工业应用过程中发现,该合金存在杂质含量较高,综合性能不稳定等问题。为了进一步提高其力学性能并保持合金的性能稳定,满足工业生产的需求,结合国内外的研究现状,本论文对该合金进行了如下方面的研究。在国产ZZnAl4Y合金的基础上添加硅,锰,硼,钛和稀土元素,优化合金性能。利用中频感应炉和石墨坩埚电阻炉对合金进行熔炼;利用微机控制电子万能试验机测试合金的抗拉强度;利用HR-150洛氏硬度试验机和显微硬度仪(HXD1000T)测试合金硬度;利用JB30A冲击试验机测试合金的冲击韧性;借助金相显微镜、电子扫描显微镜、电子探针显微分析仪等试验手段研究和分析了合金的显微组织。通过对制备的试样进行常温下的机械性能测试和显微组织分析,寻求各种元素在合金中的最佳添加量,获得性能较好的压铸锌合金。试验结果表明:(1)硅、锰元素在锌铝合金中的固溶度极小,锰主要以富锰的硬脆相存在,硅主要以单晶硅的形式存在。硅、锰具有合金化作用,可以使合金组织得到细化,共晶组织增多。硅、锰元素的加入使ZZnAl4Y锌合金的抗拉强度和硬度有很大的提高,但塑性和冲击韧性降低较多。当加入0.06~0.1wt.%Si和0.05~0.1wt.%Mn元素时ZZnAl4Y锌合金具有较好的综合机械性能。(2)在锌合金中添加硼元素时,产生的含硼化合物可以作为η相的有效异质形核核心,增加了η相的形核率,使初生η相得到细化。当硼的加入量为0.05wt.%时,所配制的锌合金具有较好的综合机械性能。(3)在锌铝合金中加入钛元素后,合金中产生铝钛化合物(TiAl_3,TiAl_2等),钛锌化合物(Zn_16Ti,Zn_8Ti等)和叁元化合物,这些化合物都有利于提高η相形核率,细化基体组织。随着钛元素含量的增加,锌铝合金的抗拉强度和断裂伸长率先增大后减小;硬度先降低而后增高;冲击韧性有所下降但减低不多。钛含量在0.04wt.%~0.05wt. %时,试验合金获得较好的综合机械性能。(4)稀土元素在Al、Zn中的固溶度非常小,在合金溶液中加入稀土元素便会与合金溶液中的锌、铝及其它元素形成一些复杂成分的化合物(如LaZn_13、LaZn_8、LaB_9、LaB_6、LaB_4),这些化合物都能提高η相的形核率,细化合金组织,有利于合金综合性能的提高。
宋宪杰[6]2009年在《轧制及热处理工艺对ZA35合金组织与性能的影响》文中研究指明本文主要研究了锰含量、轧制工艺、热处理工艺对ZA35合金组织与性能的影响。研究表明:锰的加入可以明显改善锌铝合金的力学性能。随着锰含量的增加,合金的抗拉强度有所增加,锰含量超过0.75%时,合金抗拉强度有所下降;锰合金化可以明显提高合金硬度,1.3%时合金硬度最大;锰的加入降低了合金的塑性,锰含量1.3%时伸长率最低。在再结晶温度相同的情况下,轧制态锌铝合金抗拉强度、硬度增加、伸长率相比于铸态合金都有所提高,随着变形量的增加ZA35合金抗拉强度、硬度提高,但伸长率在变形量达到20%时最大,之后呈减小趋势。变形量为20%时合金的综合性能最佳。相比于铸态合金,抗拉强度提高27.8%达到467MPa、硬度指标提高了36.4%达到127HB、伸长率达到3.6%。随着变形量的增加,合金基体组织逐渐细化、空隙减少、析出相分布均匀,条状、块状的第二相逐渐破碎并且晶粒的取向比较明显,沿轧制方向呈纤维状分布;在轧制过程中,随着再结晶的发生,合金中的含Mn过饱和固溶体发生脱溶,与基体元素Al形成MnAl6;然而变形量过大时组织中出现微裂纹,这是合金塑性降低的原因。适当的热处理工艺可以消除偏析,使析出相均匀分布,大大改善合金的力学性能。固溶温度、固溶时间、时效温度、时效时间对ZA35合金的抗拉强度、硬度、伸长率有显着的影响。对于轧制态ZA35合金来说,365℃～375℃固溶,固溶时间2～3h,120℃时效7～8h时合金的综合力学性能最佳,抗拉强度达到515MPa,硬度170～180HB,伸长率8.0%,明显优于ZA27铸态合金460～470MPa。
吴德枫[7]2006年在《喷射沉积高铝锌合金耐蚀性能研究》文中提出本文以ZA35合金为研究对象,通过添加合金元素Mn来提高合金的耐蚀、耐磨性能。利用快速凝固技术—喷射沉积,与固态挤压相结合的方法制备ZA35合金。设计了正交试验,确定了此种合金的最佳热处理制度;分析了合金的显微组织与断口形貌;测定了合金的力学性能、腐蚀、磨损性能,取得如下实验结果:利用喷射沉积制备的含锰ZA35合金组织均匀细小,初晶相大多呈颗粒状或块状。挤压后合金组织十分致密,第二相弥散均匀的分布在基体上。正交试验结果表明,此种合金在375～385℃保温3.5～4.5h后水淬,120℃时效4.5～6h时,其最大抗拉强度可达到484MPa,布氏硬度在120～130HB之间,伸长率δ在5%～7%之间。热处理后合金基体中析出第二相,第二相的弥散强化与合金基体组织的细晶强化共同作用使合金的强度大幅度提高。腐蚀试验结果表明,喷射沉积含锰ZA35合金的耐蚀性优于金属型铸造含锰ZA35合金。合金元素Mn均匀分布于基体之中改变了各相之间的电极电位,从而提高了合金的耐蚀性。喷射沉积含锰ZA35合金基体的强化与摩擦系数的降低,使其耐磨性较金属型铸造含锰ZA35合金有很大提高。
参考文献：
[1]. 高铝锌合金压蠕变行为研究[D]. 魏晓伟. 四川大学. 2003
[2]. 多元合金化对锌铝合金性能的影响[D]. 余松林. 江苏大学. 2008
[3]. 稀土Ce对挤压铸造ZA27组织和力学性能的影响[D]. 马立国. 沈阳工业大学. 2007
[4]. Si合金化及T6处理对高铝锌基合金摩擦磨损性能的影响[D]. 张瑞. 江苏大学. 2016
[5]. ZZNAL4Y压铸锌合金的改性研究[D]. 王先德. 湘潭大学. 2010
[6]. 轧制及热处理工艺对ZA35合金组织与性能的影响[D]. 宋宪杰. 沈阳工业大学. 2009
[7]. 喷射沉积高铝锌合金耐蚀性能研究[D]. 吴德枫. 辽宁工程技术大学. 2006