ZA27高铝锌合金中的夹杂物研究

发布时间：2017-11-24 21:16

  本文关键词：ZA27高铝锌合金中的夹杂物研究

  更多相关文章： ZA27合金 夹杂物 挤压铸造 稀土变质 富铁相

【摘要】：高铝锌合金具有优异的力学性能、阻尼性能、耐磨性能和铸造工艺性能,并且生产成本低、成形方便,应用前景广阔。然而,夹杂物的存在严重影响材料的力学性能,易导致构件的过早失效。本文以ZA27高铝锌合金为研究对象,通过金属型重力铸造和挤压铸造方法制备相应检测试样,对合金中的夹杂物和第二相等进行分析和研究。研究了ZA27合金在熔炼、净化过程中,熔体中夹杂物的变化规律,及其对力学性能的影响。结果表明:合金熔炼时熔体中会产生大量的气体和夹杂物,在未经精炼处理时,气体和夹杂很难自行排出;经溶剂精炼和吹气精炼后,合金中孔洞基本得到消除,夹杂物的数量和尺寸显著减少,组织大幅改善。重力铸造组织中缩孔、缩松、气孔和夹杂等是导致合金力学性能下降的原因,熔体净化处理可以提高合金的力学性能,特别是塑性。合金熔炼时产生的夹杂物主要是Zn和Al的氧化物,以及由原材料和不干净的回炉料引入非金属化合物和杂质元素。对经铝钛硼和铝稀土变质处理后,挤压铸造ZA27合金中形成的富稀土相和富铁相进行了研究。结果表明:合金中稀土元素和杂质Fe元素会偏聚在晶界处,并与Zn、Al、Cu等形成成分复杂的富稀土相和富铁相。其中,富稀土相为多边形块状,不含杂质Fe元素,富铁相大多为针状,少部分呈小块状,不含稀土元素。大块状富稀土相和针状富铁相对合金基体有严重的割裂作用,在严格控制杂质Fe可能来源的基础上,对变质剂的加入量进行相应调整后,挤压铸造ZA27合金蜗轮的力学性能大幅提高。研究了少量Mn对挤压铸造ZA27合金组织的影响,以及合金中富锰相的形成特点。结果表明,Mn在合金中可以起到细化晶粒和减小二次枝晶间距的作用,并同时产生大量富锰相。富锰相大部分存在于晶界上,少数贯穿晶粒,并且存在三种常见形态。其中,长针状和多边形块状富锰相中Fe含量较高,远远大于合金中杂质Fe的含量,并且为大块状富锰相中Fe含量的3~4倍。高铝锌合金中添加Mn进行合金化时,应严格控制杂质Fe元素的含量,尽量减少或避免长针状富锰相的形成和块状富锰相的长大。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG146.13;TG291

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