Si合金化及T6处理对高铝锌基合金摩擦磨损性能的影响

发布时间：2017-09-21 03:34

  本文关键词：Si合金化及T6处理对高铝锌基合金摩擦磨损性能的影响

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【摘要】：本课题以低成本的高铝锌基合金为研究材料,较为系统地研究Si合金化对高铝锌基合金组织、力学性能及摩擦磨损性能的影响。并尝试对高铝锌基合金进行固溶时效处理,进一步优化合金的机械性能和摩擦磨损性能。试验采用万能试验机、布氏硬度计、M-2000摩擦磨损试验机等设备和OM、SEM、EDS等分析测试仪器,对高铝锌基合金的组织形态、力学性能、磨损表面和亚表面形貌、摩擦磨损性能进行观察分析,总结Si合金化及热处理对高铝锌基合金组织性能的影响规律和机理,试验主要研究结果如下:(1)ZA27、ZA38合金组织经过0.55%Si元素合金化后,合金细化效果最理想,ZA27合金中大部分树枝状晶粒转变为碎块状,ZA38合金中树枝晶的晶粒度和晶臂显著细化,且出现较多晶臂熔断现象。此时两种合金综合力学性能也达到最优。T6处理后,时效态合金组织转变为富铝α相基体上分布η相质点的组织形式,合金的抗拉强度、硬度均有所提高,延伸率获得极大提高。(2)在磨损时间3h、载荷600N的室温油润滑摩擦磨损条件下,0.55%Si合金化可以显著提高ZA27、ZA38合金的摩擦磨损性能,磨损量分别只有97.3mg和75.6mg。(3)在磨损时间3h、载荷600N的室温油润滑摩擦磨损条件下,铸态ZA27合金的磨损机制为粘着磨损,且表面发生大量塑性变形;加入0.55%Si合金化的ZA27合金磨损机制主要是磨粒磨损。铸态ZA38合金磨损机制为磨粒磨损与粘着磨损共同作用的混合磨损机制,加入0.55%Si合金化的ZA38合金磨损机制转变为磨粒磨损。(4)固溶处理后,ZA27-0.55Si和ZA38-0.55Si合金的摩擦磨损性能较铸态反而有所下降;再经过时效处理,合金的耐磨性能优于铸态,合金的磨损量较合金化态更低;时效态合金的磨损机制为微动式磨粒磨损。(5)在相同的工况条件下,600N载荷时ZA38合金的耐磨性能明显优于铸态ZA27合金,800N载荷时略优于ZA27合金。
【关键词】：高铝锌基合金 合金化 T6处理 力学性能 摩擦磨损性能
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG146.13
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-24
• 1.1 高铝锌基合金研究概述11-17
• 1.1.1 高铝锌基合金研究背景、现状与应用11-12
• 1.1.2 高铝锌基合金的基本参数12-15
• 1.1.3 高铝锌基合金的改性方法及原理15-17
• 1.2 高铝锌基合金摩擦磨损性能的研究17-22
• 1.2.1 高铝锌基合金摩擦磨损研究现状17-20
• 1.2.2 摩擦磨损理论20-22
• 1.3 课题研究的内容、目的和意义22-24
• 第二章 试验过程24-29
• 2.1 铸态合金材料的制备24-25
• 2.2 铸态及热处理态合金试样的制备25
• 2.3 合金的微观组织结构测试25-26
• 2.3.1 金相组织分析25-26
• 2.3.2 扫描电镜及EDS分析26
• 2.4 合金的性能测试26-29
• 2.4.1 拉伸试验26
• 2.4.2 硬度试验26-27
• 2.4.3 摩擦磨损试验27-29
• 第三章 Si合金化及热处理对高铝锌基合金力学性能的影响29-45
• 3.1 Al含量对高铝锌基合金的组织和性能的影响29-31
• 3.1.1 Al含量对微观组织的影响29-30
• 3.1.2 Al含量对ZA合金力学性能的影响30-31
• 3.2 Si合金化对ZA27合金微观组织的影响31-34
• 3.2.1 基于Zn-Al、Al-Si合金相图的分析31
• 3.2.2 ZA27合金的显微组织31-32
• 3.2.3 Si在ZA27合金中的微观形貌及对组织的影响机理32-34
• 3.3 Si合金化对ZA38合金微观组织的影响34-38
• 3.3.1 不同Si含量的ZA38合金显微组织34-36
• 3.3.2 ZA27、ZA38合金微观组织对比分析36-38
• 3.4 Si合金化对两种高铝锌基合金力学性能的影响38-40
• 3.4.1 两种合金硬度的变化及对比38-39
• 3.4.2 两种合金的抗拉强度和延伸率的变化趋势39-40
• 3.5 固溶时效处理对锌铝合金组织和性能的影响40-43
• 3.5.1 固溶时效处理对ZA27、ZA38合金组织的影响40-42
• 3.5.2 热处理对高铝锌基合金力学性能的影响42-43
• 3.6 本章小结43-45
• 第四章 高铝锌基合金摩擦磨损特性的探究45-52
• 4.1 Si合金化和热处理对高铝锌基合金磨损量的影响45-48
• 4.1.1 Si合金化及固溶时效处理对ZA27合金磨损量的影响45-46
• 4.1.2 Si合金化及固溶时效处理对ZA38合金磨损量的影响46-47
• 4.1.3 ZA27、ZA38合金的磨损性能对比47-48
• 4.2 Si合金化及热处理对高铝锌基合金摩擦系数的影响48-50
• 4.2.1 Si合金化及固溶时效处理对ZA27合金摩擦系数的影响48-49
• 4.2.2 Si合金化及固溶时效处理对ZA38合金摩擦系数的影响49-50
• 4.2.3 ZA27、ZA38合金的摩擦系数对比50
• 4.3 本章小结50-52
• 第五章 滑动摩擦条件下高铝锌基合金磨损规律的探讨52-65
• 5.1 不同条件下高铝锌基合金的磨面形貌52-55
• 5.1.1 不同条件下ZA27合金的磨面形貌52-53
• 5.1.2 不同条件下ZA38合金的磨面形貌53-55
• 5.1.3 ZA27、ZA38合金的磨面形貌对比分析55
• 5.2 不同条件下高铝锌基合金摩擦磨损性能特征55-60
• 5.2.1 高铝锌基合金的亚表面形貌55-58
• 5.2.2 高铝锌基合金的磨屑形貌分析58-60
• 5.3 油润滑条件下高铝锌基合金的滑动磨损机制60-63
• 5.3.1 磨粒磨损机制60-61
• 5.3.2 粘着磨损机制61-63
• 5.4 本章小结63-65
• 第六章 全文结论65-67
• 参考文献67-74
• 致谢74-75
• 硕士期间发表论文75

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本文编号：892167