受控扩散凝固制备ZA27合金组织与力学性能研究

题名	受控扩散凝固制备ZA27合金组织与力学性能研究
作者	蔡其勇
导师	李元东
答辩日期	2017
学位名称	硕士
关键词	ZA27合金受控扩散凝固锌基母合金铝基母合金组织力学性能
摘要	ZA27合金强度、硬度高,摩擦磨损性能好,常用来制造轴瓦、轴套等摩擦磨损件,但其凝固温度范围较宽,在传统铸造中,初生相常为发达的树枝晶状,阻碍补缩,易产生缩松和热裂等缺陷。合金化和改进成形工艺是细化晶粒,改善组织形貌的两种手段。添加合金元素通常会在晶界处生成新的金属间化合物,割裂基体,造成应力集中,损害性能。而成形工艺,如挤压铸造、半固态加工等,虽然能够细化晶粒,改善组织形貌,但工艺复杂,生产成本高。这些都制约了ZA27合金在工业上的应用。受控扩散凝固是将两种不同成分、不同温度的合金熔体(母合金)混合,获得温度略低于液相线温度的目标合金熔体的一种工艺,该工艺无需添加合金元素,且工艺简单,生产成本低,在铝合金实验上取得一定效果。本研究将受控扩散凝固应用于铸造ZA27合金,以细化ZA27合金晶粒,改善组织相形貌,从而提高其力学性能。本研究以液相线温度较低的锌基合金与液相线温度较高的铝基合金为母合金,研究母合金成分与温度对受控扩散凝固铸造ZA27合金组织与力学性能的影响。研究得出:(1)随着锌基母合金中Al含量增加,ZA27合金平均晶粒直径减小,雪花状组织减少,蔷薇状组织增多。随着铝基母合金中Zn含量增加,ZA27合金平均晶粒直径增大,雪花状组织增多,蔷薇状组织减少。(2)随着锌基母合金与铝基母合金温度升高,ZA27合金平均晶粒直径增大,雪花状组织增多,蔷薇状组织减少。(3)当两种母合金的成分与温度分别相同时,混合方式为铝基母合金混入锌基母合金中时,ZA27合金平均晶粒直径更小,雪花状组织少,蔷薇状组织多,但组织中存在块状组织。(4)当锌基母合金为纯Zn,温度为430℃,铝基母合金为Al-7.9Cu-Mg,温度为650℃,混合方式为铝基母合金混入锌基母合金中时,平均晶粒直径最小,仅58.0μm,较传统铸造的127.6μm减小了54.5%。(5)随着锌基母合金中Al含量增加、铝基母合金中Zn含量增加、锌基母合金与铝基母合金温度升高,抗拉强度与布氏硬度均先增大后减小。当锌基母合金为Zn-15Al,温度为450℃,铝基母合金为Al-40Zn-4.7Cu-Mg,温度为650℃时,抗拉强度与硬度都达到最大值,分别为377.7MPa与115,分别比传统铸造提高了41.6%与19.8%。
页数	73
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语种	中文
收录类别	CNKI
中图分类号	TG292
文献类型	学位论文
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/92599
专题	兰州理工大学
作者单位	兰州理工大学
第一作者单位	兰州理工大学
推荐引用方式 GB/T 7714	蔡其勇. 受控扩散凝固制备ZA27合金组织与力学性能研究[D],2017.