Al、Mn對高鋁鋅基合金組織以及熱疲勞性能的影響.pdf

1、本文以ZA系列中目前應(yīng)用比較廣泛的ZA30合金為第一種基體合金，另外將合金的鋁含量改變?yōu)?0，設(shè)計(jì)新的ZA40合金，并以之為第二種基體合金。通過向基體合金中添加不同含量的Mn元素，制備出試驗(yàn)所需的試樣。并利用OM、SEM、XRD等手段以及基本的力學(xué)性能測試法，研究了不同鋁、錳含量鋅基合金的顯微組織、室溫力學(xué)性能、生成相形態(tài)及分布，并分析其作用機(jī)理。熱疲勞試驗(yàn)采用的是自約束型熱疲勞試驗(yàn)機(jī)，研究Al、Mn對鋅基合金熱疲勞性能的影響。

2、　　試驗(yàn)結(jié)果表明:鋅鋁合金中Al含量增加，合金α相數(shù)量增多，共析相α+η數(shù)量減少，且都得到細(xì)化，ZA40合金組織較ZA30合金更加細(xì)且均勻。Al含量增加，α相對Cu等其它合金元素固溶能力增加，基體α相的固溶強(qiáng)化效果增強(qiáng)。ZA40合金的抗拉強(qiáng)度、塑性與硬度比ZA30得到很大提高，力學(xué)性能較好。ZA40合金的熱疲勞裂紋萌生與擴(kuò)展抗力更大，熱疲勞性能更好。
　　ZA30合金中加入0.40％的Mn，富錳相大部分以圓球狀形式均勻分布在晶間，

3、對晶界的釘扎作用最強(qiáng)，合金組織細(xì)化效果達(dá)到最佳，且均勻性較好。Mn元素加入到0.40％時(shí)，ZA30合金抗拉強(qiáng)度達(dá)到最大498.60MPa，相比未加Mn的ZA30合金提高了18.07％，此時(shí)的延伸率略有升高，布氏硬度也得到增高，合金的力學(xué)性能最佳。ZA30合金中過量Mn(含量大于0.40％時(shí))的加入會(huì)導(dǎo)致富錳相聚集長大，割裂基體，惡化材料的組織以及力學(xué)性能。ZA40合金中添加0.40％的Mn時(shí)，此時(shí)富錳相大部分以細(xì)小花朵狀的形式分布在晶間

4、，組織細(xì)化效果最好，室溫力學(xué)性能也最好。
　　ZA30與ZA40合金的熱疲勞性能都是主要受兩方面的影響:一是合金的塑韌性;二是合金的富錳相的分布情況。相比塑性，富錳相的大小，形態(tài)以及是否均勻都對合金的熱疲勞抗力起到的作用更大。其中，對于ZA30合金，大小適中并均勻分布的圓球狀富錳相(0.40％Mn)使得合金熱疲勞性能最好。Mn加入量不同時(shí)，ZA30合金熱疲勞性能由好到差依次為:0.40％Mn,0.10％Mn，0.55％Mn，0.2