轴承用耐磨Al-Sn-Cu合金的显微组织与性能
发布时间：2021-10-04 23:13
采用直接水冷铸造法制备Al-Sn-Cu合金,通过室温力学性能测试、摩擦磨损试验、金相显微分析（OM）、扫描电镜分析（SEM）、X射线衍射分析（XRD）、透射电镜分析（TEM）等手段对合金不同状态下的力学性能、摩擦磨损性能、显微组织结构及其演变规律进行研究。结果表明:经过（480℃,19 h）均匀化处理,合金组织中呈连续网状分布的β（Sn）消失,变成球状和块状依附或者围绕在Al2Cu周围;挤压变形之后,β（Sn）和Al2Cu被拉长破碎并得到细化,组织得到改善。合金适宜的固溶-时效制度为（490℃,1 h）固溶、水淬后（190℃,4 h）时效,在此状态下,晶内出现弥散分布的Al2Cu析出相和纳米级尺寸的β（Sn）,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率、摩擦因数和磨痕宽度分别为318 MPa、252 MPa、10.5%、0.1053和1446.49μm,具有良好的力学性能和摩擦磨损性能。
【文章来源】：中国有色金属学报. 2015,25(12)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
不同状态下的合金XRD谱
第25卷第12期章升程，等：轴承用耐磨Al-Sn-Cu合金的显微组织与性能3329a=0.5831nm、b=c=0.3132nm，Al2Cu以第二相及析出相的形式存在。在铸态及均匀态时，合金组织中存在β(Sn)相及Al2Cu第二相。在整个时效过程中，Al2Cu相得到充分析出。2.1.2合金铸态、均匀态及挤压态组织观察与分析图2所示为Al-Sn-Cu合金铸态和均匀态的金相组织。其中，图2(a)和(c)所示为铸态金相组织，图2(b)和(d)所示为均匀态金相组织。由图2可知，图2(a)中晶内存在着大量的树枝状晶，偏析较为严重，呈明显铸态组织特征。图2(b)中晶内的树枝状晶已基本消失，偏析程度也大大降低，均匀化处理后合金的组织得到了显著的改善。图2(c)中β(Sn)在晶界处呈连续网状分布，图2(d)中晶界处的β(Sn)则发生了聚集球化，这说明均匀化处理后β(Sn)相的连续网状已破裂，形成了球状和块状的β(Sn)。图3所示为合金铸态与均匀态的SEM像，从图3中可以更清楚地观察合金均匀化处理后的第二相形貌。其中，照片中的黑色基底为α(Al)(见图4(c))，弥散分布的针状灰色相为Al2Cu第二相。由图3可知，合金中主要分布有白色(A)和灰色(B)两种相，由EDS分析(见图4)可知，白色相主要成分是Sn，含有少量的Al，还有极少量的Si(可能扫到白色相附近的基底)；图2Al-Sn-Cu合金铸态和均匀态的金相显微组织Fig.2MicrostructuresofAl-Sn-Cualloy:(a),(c)As-cast;(b),(d)Homogenized图3Al-Sn-Cu合金铸态和均匀态SEM像Fig.3SEMimagesofAl-Sn-Cualloy:(a)As-cast;(b)Homogenized
第25卷第12期章升程，等：轴承用耐磨Al-Sn-Cu合金的显微组织与性能3329a=0.5831nm、b=c=0.3132nm，Al2Cu以第二相及析出相的形式存在。在铸态及均匀态时，合金组织中存在β(Sn)相及Al2Cu第二相。在整个时效过程中，Al2Cu相得到充分析出。2.1.2合金铸态、均匀态及挤压态组织观察与分析图2所示为Al-Sn-Cu合金铸态和均匀态的金相组织。其中，图2(a)和(c)所示为铸态金相组织，图2(b)和(d)所示为均匀态金相组织。由图2可知，图2(a)中晶内存在着大量的树枝状晶，偏析较为严重，呈明显铸态组织特征。图2(b)中晶内的树枝状晶已基本消失，偏析程度也大大降低，均匀化处理后合金的组织得到了显著的改善。图2(c)中β(Sn)在晶界处呈连续网状分布，图2(d)中晶界处的β(Sn)则发生了聚集球化，这说明均匀化处理后β(Sn)相的连续网状已破裂，形成了球状和块状的β(Sn)。图3所示为合金铸态与均匀态的SEM像，从图3中可以更清楚地观察合金均匀化处理后的第二相形貌。其中，照片中的黑色基底为α(Al)(见图4(c))，弥散分布的针状灰色相为Al2Cu第二相。由图3可知，合金中主要分布有白色(A)和灰色(B)两种相，由EDS分析(见图4)可知，白色相主要成分是Sn，含有少量的Al，还有极少量的Si(可能扫到白色相附近的基底)；图2Al-Sn-Cu合金铸态和均匀态的金相显微组织Fig.2MicrostructuresofAl-Sn-Cualloy:(a),(c)As-cast;(b),(d)Homogenized图3Al-Sn-Cu合金铸态和均匀态SEM像Fig.3SEMimagesofAl-Sn-Cualloy:(a)As-cast;(b)Homogenized
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型高铝青铜合金Cu-12Al-X在高温下的摩擦磨损行为[J]. 戴安伦,严高闯,朱治愿,朱凯,陈惠,牛文明. 中国有色金属学报. 2013(11)
[2]机械合金化法强化Cu-10Sn合金[J]. 于乐,贾成厂. 中国有色金属学报. 2013(08)
[3]微量Sn和In对Al-3.5%Cu合金时效行为及微观组织演变的影响[J]. 舒军,陈志国,李世晨,张纪帅,任杰克. 中国有色金属学报. 2012(09)
[4]浅谈轴瓦材料的性能与使用[J]. 杨丽洁. 科技创新导报. 2012(04)
[5]无铅含铋铜-钢双金属轴承材料的摩擦学特性[J]. 尹延国,林福东,焦明华,解挺,俞建卫,田明. 中国有色金属学报. 2011(05)
[6]铸造方法对巴氏合金组织及性能的影响[J]. 郭亚希,谢敬佩,王文焱,王爱琴. 河南科技大学学报(自然科学版). 2009(04)
[7]车用滑动轴承及常用的合金材料[J]. 朱俊. 汽车工程师. 2009(01)
[8]铝基滑动轴承合金材料的研究进展[J]. 陈玉明,揭晓华,吴锋,李黎明. 材料研究与应用. 2007(02)
[9]时效工艺对新型铝基滑动轴承合金组织与性能的影响[J]. 张崇才,王龙,王守峰,邓平璋. 金属热处理. 2005(12)
[10]新型铝基滑动轴承合金的性能与应用[J]. 张崇才,王龙,刘召杰. 机械工程材料. 2003(07)
本文编号：3418521
【文章来源】：中国有色金属学报. 2015,25(12)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
不同状态下的合金XRD谱
第25卷第12期章升程，等：轴承用耐磨Al-Sn-Cu合金的显微组织与性能3329a=0.5831nm、b=c=0.3132nm，Al2Cu以第二相及析出相的形式存在。在铸态及均匀态时，合金组织中存在β(Sn)相及Al2Cu第二相。在整个时效过程中，Al2Cu相得到充分析出。2.1.2合金铸态、均匀态及挤压态组织观察与分析图2所示为Al-Sn-Cu合金铸态和均匀态的金相组织。其中，图2(a)和(c)所示为铸态金相组织，图2(b)和(d)所示为均匀态金相组织。由图2可知，图2(a)中晶内存在着大量的树枝状晶，偏析较为严重，呈明显铸态组织特征。图2(b)中晶内的树枝状晶已基本消失，偏析程度也大大降低，均匀化处理后合金的组织得到了显著的改善。图2(c)中β(Sn)在晶界处呈连续网状分布，图2(d)中晶界处的β(Sn)则发生了聚集球化，这说明均匀化处理后β(Sn)相的连续网状已破裂，形成了球状和块状的β(Sn)。图3所示为合金铸态与均匀态的SEM像，从图3中可以更清楚地观察合金均匀化处理后的第二相形貌。其中，照片中的黑色基底为α(Al)(见图4(c))，弥散分布的针状灰色相为Al2Cu第二相。由图3可知，合金中主要分布有白色(A)和灰色(B)两种相，由EDS分析(见图4)可知，白色相主要成分是Sn，含有少量的Al，还有极少量的Si(可能扫到白色相附近的基底)；图2Al-Sn-Cu合金铸态和均匀态的金相显微组织Fig.2MicrostructuresofAl-Sn-Cualloy:(a),(c)As-cast;(b),(d)Homogenized图3Al-Sn-Cu合金铸态和均匀态SEM像Fig.3SEMimagesofAl-Sn-Cualloy:(a)As-cast;(b)Homogenized
第25卷第12期章升程，等：轴承用耐磨Al-Sn-Cu合金的显微组织与性能3329a=0.5831nm、b=c=0.3132nm，Al2Cu以第二相及析出相的形式存在。在铸态及均匀态时，合金组织中存在β(Sn)相及Al2Cu第二相。在整个时效过程中，Al2Cu相得到充分析出。2.1.2合金铸态、均匀态及挤压态组织观察与分析图2所示为Al-Sn-Cu合金铸态和均匀态的金相组织。其中，图2(a)和(c)所示为铸态金相组织，图2(b)和(d)所示为均匀态金相组织。由图2可知，图2(a)中晶内存在着大量的树枝状晶，偏析较为严重，呈明显铸态组织特征。图2(b)中晶内的树枝状晶已基本消失，偏析程度也大大降低，均匀化处理后合金的组织得到了显著的改善。图2(c)中β(Sn)在晶界处呈连续网状分布，图2(d)中晶界处的β(Sn)则发生了聚集球化，这说明均匀化处理后β(Sn)相的连续网状已破裂，形成了球状和块状的β(Sn)。图3所示为合金铸态与均匀态的SEM像，从图3中可以更清楚地观察合金均匀化处理后的第二相形貌。其中，照片中的黑色基底为α(Al)(见图4(c))，弥散分布的针状灰色相为Al2Cu第二相。由图3可知，合金中主要分布有白色(A)和灰色(B)两种相，由EDS分析(见图4)可知，白色相主要成分是Sn，含有少量的Al，还有极少量的Si(可能扫到白色相附近的基底)；图2Al-Sn-Cu合金铸态和均匀态的金相显微组织Fig.2MicrostructuresofAl-Sn-Cualloy:(a),(c)As-cast;(b),(d)Homogenized图3Al-Sn-Cu合金铸态和均匀态SEM像Fig.3SEMimagesofAl-Sn-Cualloy:(a)As-cast;(b)Homogenized
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型高铝青铜合金Cu-12Al-X在高温下的摩擦磨损行为[J]. 戴安伦,严高闯,朱治愿,朱凯,陈惠,牛文明. 中国有色金属学报. 2013(11)
[2]机械合金化法强化Cu-10Sn合金[J]. 于乐,贾成厂. 中国有色金属学报. 2013(08)
[3]微量Sn和In对Al-3.5%Cu合金时效行为及微观组织演变的影响[J]. 舒军,陈志国,李世晨,张纪帅,任杰克. 中国有色金属学报. 2012(09)
[4]浅谈轴瓦材料的性能与使用[J]. 杨丽洁. 科技创新导报. 2012(04)
[5]无铅含铋铜-钢双金属轴承材料的摩擦学特性[J]. 尹延国,林福东,焦明华,解挺,俞建卫,田明. 中国有色金属学报. 2011(05)
[6]铸造方法对巴氏合金组织及性能的影响[J]. 郭亚希,谢敬佩,王文焱,王爱琴. 河南科技大学学报(自然科学版). 2009(04)
[7]车用滑动轴承及常用的合金材料[J]. 朱俊. 汽车工程师. 2009(01)
[8]铝基滑动轴承合金材料的研究进展[J]. 陈玉明,揭晓华,吴锋,李黎明. 材料研究与应用. 2007(02)
[9]时效工艺对新型铝基滑动轴承合金组织与性能的影响[J]. 张崇才,王龙,王守峰,邓平璋. 金属热处理. 2005(12)
[10]新型铝基滑动轴承合金的性能与应用[J]. 张崇才,王龙,刘召杰. 机械工程材料. 2003(07)
本文编号：3418521
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