磁场深冷处理铝黄铜的微观组织和力学性能

发布时间：2018-01-29 12:56

  本文关键词： 铝黄铜 深冷处理 磁场处理 微观组织 力学性能　出处：《江苏大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：铜及铜合金的使用在人类社会发展中具有源远流长的历史,也是国民经济发展中不可或缺的重要资源。铝黄铜可用于制造大型蜗杆及重载荷条件下工作的压紧螺丝和螺帽,所以苛刻的使用条件要求铝黄铜具有良好的力学性能和机械性能。除了传统的合金强化方法外,以深冷处理、磁场处理为代表的物理场处理对材料的改性研究在材料制备领域越来越得到重视。本文对铝黄铜分别进行深冷处理、深冷后脉冲磁场处理和静磁场下深冷处理,并借助电子万能试验机、显微硬度计、扫描电镜、金相显微镜、X射线衍射仪、DSC分析仪等现代材料检测分析设备,对不同处理条件下的铝黄铜试样进行力学性能及微观组织的检测,以探究深冷和磁场的耦合处理对铝黄铜性能和组织的影响,特别关注深冷和磁场耦合处理对合金力学性能的改善效果。本课题研究得到的主要结论如下:(1)深冷处理实验结果表明:深冷处理导致了材料内部亚晶的增多,从而引起亚晶界数量的增加。这样一方面导致材料内小角度晶界的增加,另一方面亚晶界与位错、亚晶界与析出相之间也会产生相互作用,从而有效提高了材料组织和性能的稳定性。所以深冷处理提高了铝黄铜的拉伸性能和显微硬度。其中,深冷24h后,即DCT24试样的拉伸性能和显微硬度达到最大值(抗拉强度为592MPa,延伸率为5.6%),较初始样分别提高4.5%和19%;显微硬度为285.8HV,较初始样提高了21.2%。深冷处理过程中存在着α→β和γ→β转变,但是没有新的物相生成。(2)深冷脉冲磁场处理实验结果表明:对深冷24h后的铝黄铜试样在回温过程中进行不同参数的脉冲磁场处理,不仅没有能够提高试样的抗拉强度和延伸率,反而导致试样的显微硬度较DCT24试样有明显下降。且脉冲数相同时,磁感应强度越低,其硬度越小。其中,脉冲数N=180,磁场强度B=0.5T时,铝黄铜的硬度达到最低值255.6HV,较DCT24下降了10.6%,但是较未经任何处理的初始样提高了7.2%。(3)静磁场深冷处理实验结果表明:在强度为0.3T的静磁场下深冷,即MDCT试样中α相的相对含量较DCT试样提高了7.4%~50%;γ相较DCT试样降低了13.3%~29.4%。MDCT试样的抗拉强度和延伸率均较单独深冷相同时间的DCT试样要高。在T=24h时,MDCT24试样的力学性能达到本课题研究最大值(抗拉强度为602.5MPa,延伸率为7.2%),较初始样分别提高了6.4%和53.2%,较DCT24试样分别提高了3.1%和28.6%。造成铝黄铜力学性能变化的主要原因在于MDCT试样较DCT试样具有更高的位错密度,故MCDT试样具有更好的拉伸性能;且较软的α相增多,硬而脆的γ相减少,所以MDCT试样较DCT试样的显微硬度有所下降。(4)虽然深冷处理或者磁场深冷耦合处理没有引起铝黄铜晶粒取向朝某一晶面方向集中,但是深冷和磁场耦合处理有效地引起了铝黄铜β相晶粒取向的变化。深冷处理时,随着深冷时间的增加β相(110)晶面取向指数逐渐增加,说明深冷产生的β相细小亚晶晶粒有着向(110)晶面方向聚集的趋势,但是磁场影响了铝黄铜β相晶粒转动效应,主要表现为磁场的磁力矩导致了一部分原先(110)晶面与磁场方向垂直的细小亚晶晶粒绕着易磁化轴发生偏转,最终导致(110)晶面与磁场方向的夹角减小,而(211)、(200)晶面与磁场方向的夹角趋于90°化。所以在XRD图谱上表现出经过磁场处理后的试样β相(110)晶面取向降低,而(211)、(200)晶面取向增强的现象。
[Abstract]:The application of copper and copper alloy has a long history in the development of human society , and it is an indispensable important resource in the development of the national economy . ( 3 ) The results of deep cold treatment of the static magnetic field show that the relative content of the 伪 phase in the MDCT sample is increased by 7.4 % 锝，

本文编号：1473470