ZA78高锌铝合金组织性能研究

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自20世纪30年代以来,在全世界范围内开始出现铜资源紧张的局势,导致铜原料价格越来越昂贵。用ZA合金代替铜合金制造轴瓦、轴套、蜗轮、滑块等耐磨机件,产生了良好的经济效益和社会效益。本文采用SEM、OM和XRD等手段系统研究了Cu含量、复合稀土对铝含量为78%的高锌铝合金显微组织、机械性能和耐磨性能的影响;探讨了热挤压对ZA78-2.4%Cu合金及ZA78-2.4%Cu-1#合金显微组织、力学性能及耐磨性的影响。本文得到主要结论如下:(1)铸态ZA78合金组织由初生a-Al相枝晶、枝晶间γ-Cu9Al4富Cu相及存在于γ-Cu9Al4周围少量的α与η相的粒状共析体构成。(2)随着Cu含量的增加,合金相组成没有发生改变,组织中富Cu相增加,几乎连成网状分布;合金延伸率逐渐降低,抗拉强度先升高后降低;磨损量减小,耐磨性增加。ZA78-1.5%Cu合金的综合性能最优,抗拉强度为344.56MPa,硬度为101.18HBS,摩擦系数为0.1011。(3)在ZA78合金中加入0.1%的复合稀土进行变质处理,可以细化合金晶粒,均匀分散富Cu相,力学性能得到提高;1#复合稀土对合金力学性能和耐磨性能的改善较为显著,其中ZA78-1.0%Cu-1#合金抗拉强度提高幅度为8.95%,达到372MPa,ZA78-2.4%Cu-1#合金耐磨性能最好;添加2#复合稀土能对合金性能的改善幅度较1#复合稀土小。(4)热挤压焊合了铸态合金组织中的缩孔缩松,细化了合金晶粒,明显改善了合金性能,增加了合金硬度,耐磨性增加。(5)在本实验条件下,除ZA78-1.0%Cu合金外,其它合金磨损量和摩擦系数均与黄铜相当,力学性能均达到了330MPa,可替代黄铜H59-1作为耐磨件。
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