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Si对锌铝合金组织及磨损性能的影响

  
编号:99-577004 | doc 格式 | 10.36M | 42 页
Si对锌铝合金组织及磨损性能的影响

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摘要 本文以ZA28合金为研究对象,通过3000KN拉伸试验机测量合金试样的拉伸强度,计算试样延伸率,通过布氏硬度计测量出各试样的硬度,使用M-2000磨损试验机分析测定不同Si添加量的试样在600N载荷下的磨损情况,通过光学显微镜观察合金的组织,然后在JXA-840A扫描电子显微镜观察磨面,并进行磨面分析。得出Si的添加量和热处理对ZA28合金的影响。
通过对不同Si添加量下合金的显微组织的分析,通过Si变质后,当铸态ZA28合金中Si添加量达到0.3%时,合金组织进一步细化,枝晶组织的尺寸大大减小,大部分枝晶组织转变为层片状或雪花状。但当ZA28合金中Si添加量增加到0.8%时,初生α相组织又转化为树枝晶状,合金组织开始粗化。当ZA28合金中Si添加量增加到1.3%时,α相树枝晶继续粗化,β相朝着α相内部生长,Si相分布明显。
通过合金的力学性能试验分析表明,试样中Si添加量在0.3%以内时,合金的抗拉强度得到提高,当Si添加量超过0.3%时,合金的抗拉强度显著降低。加入Si后晶粒被细化,富Si化合物聚集长大,长条状、大片状物增多,对基体割裂作用较大,容易造成应力集中。同时由于Si相为脆硬相,在拉伸的过程中易开裂,裂纹扩展,从而使得塑韧性降低。另外在铸态和固溶态ZA28中添加不同添加量的Si元素,发现Si元素能有效提高合金硬度。Si添加量在0-0.3%时,铸态和固溶态,合金的硬度都提升,当Si的添加量继续提升时,固溶态的合金硬度会显著下降,铸态合金的变化平稳。600N载荷下的磨损试验分析表明,热处理条件下,一定的Si添加量有利于提升合金的耐磨性能。在铸态条件下,Si添加量在0-0.55%内增加能明显改善合金的耐磨性能,0.55%时最佳。对磨损磨面的观察分析表明,在铸态条件,材料表面急剧软化,表面呈现河流状波纹,产生严重的粘着磨损。Si添加量为1.3%时,磨损表面不光滑,磨损机制体现为较强的切削磨损,伴随着粘着磨损。而固溶状态下,磨损机制主要为切削磨损。

关键词:硅元素;锌铝合金 ;组织 ;磨损性能 ;热处理 ;硬度
  
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