稀土和锆对Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金组织性能的影响

题名:稀土和锆对Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金组织性能的影响
作者:钱旺盛
学位授予单位:兰州理工大学
关键词:稀土;;锆;;Zn-11％Al-8％Cu-Mg合金;;摩擦磨损性能;;热处理
摘要:

 锌基合金综合性能优良,常用作模具材料。由于传统的模具用锌基合金力学性能低,模具使用寿命短,因此,优化模具用锌基合金的组织及提高模具用锌基合金性能迫在眉睫。

 本文研究了稀土(主要成分为Ce,其次为La)、锆Segment neodymium magnet元素对一种模具用锌基合金Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金组织和性能的影响,分别确定了RE及Zr元素在Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金中的含量,以及探讨了Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金在室温、75℃、120℃下的摩擦磨损性能,考察了热处理对不同稀土含量、不同锆元素含量的Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金组织和性能的影响。结果表明:

 (1)在Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金中添加适量RE后能阻止树枝晶长大,细化晶粒,改善合金的力学性能,提高合金的耐腐蚀性能。通过对不同RE含量(0,0.04%,0.05%,0.06%)的Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金的抗拉强度、布氏硬度、冲击韧性及腐蚀性能测试,确定Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金中RE的最优加入量为0.05%,Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金和添加0.05%RE的Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金与45钢配副干摩擦时,表现出了良好的耐磨性。在室温下,添加0.05%RE能够减小Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金的磨损度,提高Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金的耐磨性。

 (2)在Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金中添加适量Zr元素后能使晶核数增加,细化晶粒,改善合金的力学性能,大幅度提高合金的耐腐蚀性能,通过对不同Zr含量(0,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%)的Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金的抗拉强http://www.chinamagnets.biz/度、布氏硬度、冲击韧性及腐蚀性能的测试,确定Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金中Zr元素的最优加入量为0.4%,Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金和添加0.4%Zr的Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金与45钢配副干摩擦时,表现出了良好的耐磨性。在室温下,添加0.4%Zr能够减小合金的磨损度,提高Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金的耐磨性。

 (3)Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金热处理后,晶粒细化,优化了合金的组织,合金的力学性能得到提升;含0.05%RE的Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金热处理后,合金细小片状组织变成了较大的颗粒状组织,不利于组织的优化,合金的力学性能降低。含0.4%Zr的Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金热处理后,初生枝晶减少,含Zr的化合物相团聚,不利于组织的优化,合金的力学性能下降。
学位年度:2009