CuNiMnFe合金的性能测试及组织分析

论文摘要

随着高新技术对材料性能的要求日益苛刻,材料的综合性能也越来越受到重视。铜镍合金因其具有良好的耐蚀性、强度和高塑性,而广泛应用于海水淡化系统、汽车制造、船舶工业、硬币、电阻线、热电偶等方面。其中CuNiMnFe合金是一种结构合金,具有许多优良的性能,当今主要应用于军事领域。本文研究对象为本课题组自主研发的CuNiMnFe合金,将其制备完成后进行四个方面性能测试,试验结果结合电子显微扫描及能谱进行观察分析。室温下测试CuNiMnFe合金的物理性能,得其密度为8.14g·cm-3,20～100℃时的线膨胀系数为9.7×10-6/℃。室温下测试CuNiMnFe合金的力学性能,得其硬度为360HB,抗拉强度为880MPa,断裂机理主要为沿晶断裂和准解理断裂,断口的颈缩与塑性变形不明显,为脆性断裂。通过改变腐蚀环境及腐蚀溶液浓度,研究室温时CuNiMnFe合金的耐腐蚀性能。试验发现:CuNiMnFe合金在模拟海水及2～8%硫化钠溶液中的耐腐蚀性能极好,符合我国《金属耐蚀性评定标准》中的一级耐蚀级别;在95～98%浓硫酸中的耐腐蚀性能较好,符合《金属耐蚀性评定标准》中的二级耐蚀级别。通过改变摩擦磨损试验中的试验参数,研究转速、摩擦时间、润滑条件三个因素对CuNiMnFe合金耐磨性的影响。试验发现:CuNiMnFe与30CrMnSi之间摩擦时磨损机制主要为显微切削和粘着磨损;且试验因素的改变对CuNiMnFe合金的摩擦失重量及磨损率有不同的且较明显的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 各组元性质及对合金性能的影响
• 1.2.1 CuNiMnFe合金中的铜元素
• 1.2.2 CuNiMnFe合金中的镍元素
• 1.2.3 CuNiMnFe合金中的锰元素
• 1.2.4 CuNiMnFe合金中的铁元素
• 1.3 材料腐蚀性能研究的概况
• 1.3.1 腐蚀的定义及学科领域
• 1.3.2 腐蚀研究的重要性
• 1.3.3 合金腐蚀的分类
• 1.4 材料摩擦性能研究的概况
• 1.4.1 研究背景
• 1.4.2 摩擦磨损的分类
• 1.5 本课题研究目的及内容
• 2 试验方案及内容
• 2.1 CuNiMnFe合金的制备
• 2.2 CuNiMnFe合金密度的测试
• 2.3 CuNiMnFe合金热膨胀系数的测试
• 2.4 CuNiMnFe合金力学性能的测试
• 2.4.1 CuNiMnFe合金的硬度
• 2.4.2 CuNiMnFe合金的抗拉强度
• 2.5 CuNiMnFe合金耐腐蚀性的测试
• 2.5.1 腐蚀介质
• 2.5.2 重量法腐蚀试验
• 2.6 CuNiMnFe合金耐磨性能的测试
• 2.7 显微组织观察及分析
• 2.8 试验过程中的仪器与设备
• 3 CuNiMnFe合金物理性能及力学性能
• 3.1 CuNiMnFe合金的组织观察
• 3.2 CuNiMnFe合金的物理性能
• 3.2.1 CuNiMnFe合金的密度
• 3.2.2 CuNiMnFe合金的热膨胀性
• 3.3 CuNiMnFe合金的力学性能
• 3.3.1 CuNiMnFe合金的硬度
• 3.3.2 CuNiMnFe合金的抗拉强度
• 3.4 本章小结
• 4 CuNiMnFe合金的耐腐蚀性能
• 4.1 电极电位与腐蚀倾向
• 4.2 静态全浸腐蚀试验
• 4.2.1 CuNiMnFe合金在模拟海水中的腐蚀状况
• 4.2.2 CuNiMnFe合金在浓硫酸溶液中的腐蚀状况
• 4.2.3 CuNiMnFe合金在硫化钠溶液中的腐蚀状况
• 4.3 CuNiMnFe合金的耐蚀性评定
• 4.4 本章小结
• 5 CuNiMnFe合金的耐磨性能
• 5.1 引言
• 5.2 时间对CuNiMnFe合金耐磨性的影响
• 5.3 转速对CuNiMnFe合金耐磨性的影响
• 5.4 润滑条件对CuNiMnFe合金耐磨性的影响
• 5.5 本章小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 硕士期间发表论文