Si對(duì)鋅鋁合金組織及磨損性能的影響

2.26萬(wàn)字 42頁(yè) 原創(chuàng)作品，獨(dú)家提交，已通過(guò)查重系統(tǒng)


摘要 本文以ZA28合金為研究對(duì)象，通過(guò)3000KN拉伸試驗(yàn)機(jī)測(cè)量合金試樣的拉伸強(qiáng)度，計(jì)算試樣延伸率，通過(guò)布氏硬度計(jì)測(cè)量出各試樣的硬度，使用M-2000磨損試驗(yàn)機(jī)分析測(cè)定不同Si添加量的試樣在600N載荷下的磨損情況，通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀察合金的組織，然后在JXA-840A掃描電子顯微鏡觀察磨面，并進(jìn)行磨面分析。得出Si的添加量和熱處理對(duì)ZA28合金的影響。
通過(guò)對(duì)不同Si添加量下合金的顯微組織的分析，通過(guò)Si變質(zhì)后，當(dāng)鑄態(tài)ZA28合金中Si添加量達(dá)到0.3%時(shí)，合金組織進(jìn)一步細(xì)化，枝晶組織的尺寸大大減小，大部分枝晶組織轉(zhuǎn)變?yōu)閷悠瑺罨蜓┗?。但?dāng)ZA28合金中Si添加量增加到0.8%時(shí)，初生α相組織又轉(zhuǎn)化為樹(shù)枝晶狀，合金組織開(kāi)始粗化。當(dāng)ZA28合金中Si添加量增加到1.3%時(shí)，α相樹(shù)枝晶繼續(xù)粗化，β相朝著α相內(nèi)部生長(zhǎng)，Si相分布明顯。
通過(guò)合金的力學(xué)性能試驗(yàn)分析表明，試樣中Si添加量在0.3%以內(nèi)時(shí)，合金的抗拉強(qiáng)度得到提高，當(dāng)Si添加量超過(guò)0.3%時(shí)，合金的抗拉強(qiáng)度顯著降低。加入Si后晶粒被細(xì)化，富Si化合物聚集長(zhǎng)大，長(zhǎng)條狀、大片狀物增多，對(duì)基體割裂作用較大，容易造成應(yīng)力集中。同時(shí)由于Si相為脆硬相，在拉伸的過(guò)程中易開(kāi)裂，裂紋擴(kuò)展，從而使得塑韌性降低。另外在鑄態(tài)和固溶態(tài)ZA28中添加不同添加量的Si元素，發(fā)現(xiàn)Si元素能有效提高合金硬度。Si添加量在0-0.3%時(shí)，鑄態(tài)和固溶態(tài)，合金的硬度都提升，當(dāng)Si的添加量繼續(xù)提升時(shí)，固溶態(tài)的合金硬度會(huì)顯著下降，鑄態(tài)合金的變化平穩(wěn)。600N載荷下的磨損試驗(yàn)分析表明，熱處理?xiàng)l件下，一定的Si添加量有利于提升合金的耐磨性能。在鑄態(tài)條件下，Si添加量在0-0.55%內(nèi)增加能明顯改善合金的耐磨性能，0.55%時(shí)最佳。對(duì)磨損磨面的觀察分析表明，在鑄態(tài)條件，材料表面急劇軟化，表面呈現(xiàn)河流狀波紋，產(chǎn)生嚴(yán)重的粘著磨損。Si添加量為1.3%時(shí)，磨損表面不光滑，磨損機(jī)制體現(xiàn)為較強(qiáng)的切削磨損，伴隨著粘著磨損。而固溶狀態(tài)下，磨損機(jī)制主要為切削磨損。

關(guān)鍵詞：硅元素；鋅鋁合金 ；組織 ；磨損性能 ；熱處理 ；硬度