锡基巴氏合金制备新方法及其对组织性能的作用

发布时间：2017-10-28 20:32

  本文关键词：锡基巴氏合金制备新方法及其对组织性能的作用

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【摘要】：鉴于合金凝固行为、组织和性能显著地受其熔体状态的影响,本文探讨了工程上具有广泛应用的锡基巴氏合金中是否存在温度诱导的熔体结构转变以及其合理解释,并结合合适的熔体过热处理和冷却条件,研究不同熔体状态对合金的凝固组织和相关性能的影响。总之,本文籍熔体过热处理调控合金熔体状态,探索锡基巴氏合金新的熔体制备方法及其对组织性能的作用。主要内容与结论如下：(1)探索了多轮升降温过程三种成分Sn-Sb-Cu合金B83、B89和B92的电阻率-温度(p-T)行为。结果揭示：三种合金在各自特定的温度区间p-T曲线均存在异常变化,但表现出不同的模式。其中,B83和B89熔体同时存在低温可逆熔体结构转变和高温不可逆熔体结构转变,而B92熔体仅存在不可逆熔体结构转变。(2)根据液液转变温度信息,选择合金熔体过热处理温度和冷却方式进行凝固试验,并以热分析、金相、XRD和EDS等手段,研究了不同熔体状态对凝固的影响。结果表明：三种合金空冷凝固的每一阶段中,不可逆结构转变后熔体的凝固过冷度均增大。所有冷却条件下,不可逆结构转变后试样的凝固组织均表现出不同程度的细化,组织分布均匀程度增大。但随着冷却速率的增大,不同熔体状态下凝固组织差别也趋于减弱。熔体状态的变化未引起凝固物相的变化,但引起Sb元素在基体中固溶量变化。(3)在凝固组织探索的基础上,研究了熔体状态对锡基巴氏合金力学性能和摩擦特性的影响。结果表明：无论空冷或铜管冷条件下,不可逆结构转变后合金的维氏硬度均不同程度的提高。B89拉伸结果表明,细晶强化使不可逆结构转变后试样具有更高的抗拉强度和塑性,综合力学性能得以提高。在干摩擦和油润滑摩擦条件下,不可逆结构转变后B83试样均表现出较低的摩擦系数和磨损量,这表明其更长的使用寿命和更好的工作特性。本文工作结果对巴氏合金制备方法的创新、性能及服役可靠性的提高,均具有重要意义及参考价值。
【关键词】：锡基巴氏合金 熔体结构转变 凝固 组织 性能
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.14;TG166
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-17
• 第一章 绪论17-27
• 1.1 引言17-18
• 1.2 轴承合金材料18-21
• 1.2.1 轴承合金性能18-19
• 1.2.2 巴氏合金19-20
• 1.2.3 其它轴承合金20-21
• 1.3 巴氏合金的制造和失效21-22
• 1.3.1 巴氏合金的制造21-22
• 1.3.2 巴氏合金的失效22
• 1.4 金属熔体结构22-24
• 1.4.1 液态结构的认识22-23
• 1.4.2 温度诱导熔体结构转变23-24
• 1.5 熔体过热处理与凝固24-25
• 1.6 本文主要研究内容25-27
• 第二章 实验原理、方法及装置27-35
• 2.1 引言27
• 2.2 电阻率测试实验27-30
• 2.2.1 测试原理27-28
• 2.2.2 电阻率测试装置28-29
• 2.2.3 实验过程29
• 2.2.4 ρ-T曲线结果验证29-30
• 2.3 凝固实验30-32
• 2.3.1 实验内容30
• 2.3.2 凝固热分析30
• 2.3.3 金相、XRD、SEM和EDS30-31
• 2.3.4 实验仪器和步骤31-32
• 2.4 性能实验32-35
• 2.4.1 实验内容32-33
• 2.4.2 硬度测试33
• 2.4.3 拉伸实验33-34
• 2.4.4 摩擦磨损实验34-35
• 第三章 锡基巴氏合金熔体结构转变探讨35-47
• 3.1 引言35
• 3.2 B83合金熔体中ρ-T行为35-43
• 3.2.1 B83电阻率实验步骤35
• 3.2.2 B83电阻率实验结果讨论35-40
• 3.2.3 B83电阻率实验结果验证40-41
• 3.2.4 不同升温速率下B83熔体结构转变的动力学特征41-43
• 3.3 B89和B92合金熔体ρ-T行为43-46
• 3.3.1 B89和B92电阻率实验43
• 3.3.2 B89和B92电阻率结果讨论43-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第四章 熔体状态对锡基巴氏合金凝固的影响47-62
• 4.0 引言47
• 4.1 熔体过热处理实验过程47-48
• 4.2 熔体状态对B83凝固的影响48-55
• 4.2.1 B83熔体在72032保温时的ρ-t曲线48-49
• 4.2.2 熔体状态对B83凝固行为的影响49-51
• 4.2.3 熔体状态对B83凝固组织的影响51-55
• 4.3 熔体状态对B89和B92凝固的影响55-61
• 4.3.1 熔体状态对B89和B92的凝固行为影响55-57
• 4.3.2 熔体状态对B89和B92的凝固组织影响57-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第五章 熔体状态对锡基巴氏合金性能的影响62-70
• 5.1 引言62
• 5.2 熔体状态对锡基巴氏合金硬度的影响62-64
• 5.2.1 硬度实验62
• 5.2.2 硬度实验结果和讨论62-64
• 5.3 熔体状态对B89拉伸性能的影响64-66
• 5.3.1 B89拉伸实验64
• 5.3.2 B89拉伸实验结果分析64-66
• 5.4 熔体状态对B83摩擦特性影响66-69
• 5.4.1 B83摩擦实验66
• 5.4.2 B83摩擦实验结果和讨论66-69
• 5.5 本章小结69-70
• 第六章 全文总结与展望70-72
• 6.1 本文主要研究内容与结论70-71
• 6.2 本文主要创新点71
• 6.3 本文中不足和尚待解决问题71-72
• 参考文献72-79
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况79

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