高铝锌合金组织和性能的研究

论文摘要

高铝锌合金是近年来应用十分广泛的一种新型有色金属材料,它具有良好的铸造性能、力学性能、抗磨损性能及制造成本低廉等优点,目前,工业上已取代了部分青铜、黄铜和巴氏合金。本文对不同含铝量的高铝锌合金的室温力学性能、摩擦磨损性能和气密性等进行了研究,探讨了2种复合细化剂对高铝锌合金组织和性能的影响。本文得到的主要结论如下:（1）高铝锌合金的组织为初生a′相枝晶和a与η的共析体及少量的e相、共晶体等。随着合金中含铝量的增多,a′相枝晶增多,共析体减少。（2）热处理可稳定组织,从而改善锌铝系合金的尺寸稳定性;适当的时效处理可使组织趋于均匀,减弱固溶强化效果,降低强度及硬度,提高塑性及韧性。（3）在本文试验条件下,当载荷为870N,转速为200r/min时,高铝锌合金的耐磨性明显优于锡青铜。（4）1#和2#细化剂对高铝锌合金的力学性能和耐磨性都有所改善,2#细化剂对高铝锌合金性能的改善更为显著。（5）制备的所有高铝锌合金在1MPa压力下保压5min在水容器中均没有观察到气泡产生,表明所制备的高铝锌合金具有较好的气密性,能够满足SF6高压开关阀片的使用要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 锌铝合金的发展概况
• 1.2 高铝锌合金的化学成分及性能特点
• 1.2.1 化学成分
• 1.2.2 性能特点
• 1.2.3 应用范围
• 1.3 各种元素对高铝锌合金性能的影响
• 1.3.1 主要合金元素的作用
• 1.3.2 添加元素的影响
• 1.3.3 杂质的影响
• 1.4 热处理对高铝锌合金性能的影响
• 1.5 高铝锌合金的加工工艺制备
• 1.5.1 快速凝固
• 1.5.2 挤压铸造
• 1.5.3 半固态成型技术
• 1.6 高铝锌合金国内外应用概况
• 1.6.1 作为耐磨材料代替青铜合金
• 1.6.2 代替铝铸件作压铸件
• 1.6.3 代替铸铁件
• 1.6.4 作为模具材料
• 1.7 本课题来源及意义
• 1.7.1 本课题来源
• 1.7.2 本课题研究意义
• 1.8 课题的研究内容及创新点
• 1.8.1 课题的研究内容
• 1.8.2 创新点
• 2 研究内容及实验方法
• 2.1 主要研究内容
• 2.2 实验合金成分的选定
• 2.2.1 锌铝合金的相图
• 2.2.2 实验合金的成分
• 2.3 合金的熔炼及热处理工艺
• 2.3.1 实验准备工作
• 2.3.2 熔炼工艺
• 2.3.3 时效处理
• 2.4 分析测试方法
• 2.4.1 合金金相组织观察与分析
• 2.4.2 SEM显微组织观察与分析
• 2.4.3 TEM显微组织观察与分析
• 2.4.4 X-Ray衍射分析
• 2.5 力学性能测试
• 2.6 摩擦磨损性能测试
• 2.7 气密性测试
• 3 高铝锌合金力学性能及影响因素研究
• 3.1 试验结果
• 3.2 实验结果分析
• 3.2.1 含铝量对高铝锌合金显微组织和力学性能的影响
• 3.2.2 复合细化剂对高铝锌合金力学性能的影响
• 3.2.3 热处理对高铝锌合金力学性能的影响
• 3.2.4 ZA30（2#）合金TEM分析
• 3.3 小结
• 4 高铝锌合金摩擦磨损特性
• 4.1 实验方法
• 4.2 实验结果
• 4.3 高铝锌合金摩擦机理分析
• 4.3.1 摩损机理分析
• 4.3.2 含铝量对摩擦特性的影响
• 4.3.3 润滑条件对摩擦性能的影响
• 4.3.4 温度对摩擦性能的影响
• 4.4 小结
• 5 高铝锌合金气密性研究
• 5.1 实验过程及原理
• 5.2 实验结果
• 5.3 试验结果分析
• 5.4 影响气密性（缩松）的主要因素
• 5.4.1 材料选择
• 5.4.2 铸件的结构及壁厚
• 5.4.3 金属液的熔炼质量
• 5.4.4 浇注温度
• 5.4.5 冷却速度
• 5.5 小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文