原位硼化钛增强喷射沉积锌铝合金的组织性能研究

原位硼化钛增强喷射沉积锌铝合金的组织性能研究

作者:师大云端图书馆 时间:2018-09-24 分类:参考文献 喜欢:3729
师大云端图书馆

【摘要】锌铝合金具有优良的力学性能和摩擦磨损性能,可用其替代铜合金及铝合金来制备轴承、轴瓦、轴套等耐磨构件。我国锌资源丰富,铜资源紧张,立足富有资源,加大锌铝合金的研究开发,以其替代价格昂贵的铜合金产品,将会产生显著的经济效益。本论文通过喷射沉积与原位反应相结合的方式制备了TiB2/Zn-30Al-1Cu复合材料。进行了热力学计算,确定了Al-Ti-B反应体系中各生成物的热力学稳定性。采用OM、SEM、TEM、XRD、DSC、硬度测试、室温拉伸测试、摩擦磨损测试等分析测试手段,研究了TiB2/Zn-30Al-1Cu复合材料铸态、沉积态、挤压态及热处理后的组织,并且对材料的性能进行了评价。Al-Ti-B体系中存在的反应主要有Al(1)+2B=AlB2(s),Ti+3A1(1)=Al3Ti(s),Ti+2B=TiB2(s)。通过热力学计算,结果发现生成TiB2的物质吉布斯自由能最低,即TiB2在热力学条件下是最稳定的。熔体中AlB2和Al3Ti会通过反应AlB2(s)+Al3Ti(s)=TiB2(s)+4Al(1)向TiB2转变。TiB2/Zn-30Al-1Cu复合材料沉积态组织细小,消除了铸态组织中存在的低熔点共晶相。沉积态组织主要由初生α’相,片层状、胞状及粒状α+η却组织,以及近球形的TiB2颗粒组成。α’相中有较多黑色析出物,经衍射花样标定为η-Zn相,说明α’相有向α+η转变的趋势。在360℃进行不同时间的固溶处理,结果发现Zn-30Al-1Cu合金在加热10分钟后晶粒开始长大,而TiB2/Zn-30Al-1Cu复合材料由于TiB2颗粒的引入,组织稳定,加热20h后晶粒才开始长大。由于TiB2颗粒的引入,在热处理前后复合材料的硬度及强度均较Zn-30Al-1Cu有显著提高。经过固溶热处理的TiB2/Zn-30Al-1Cu复合材料抗拉强度最高可达450MPa,延伸率达到21.5%,具有优良的综合力学性能。对TiB2/Zn-30Al-1Cu,锡青铜、锡基巴氏合金、铅基巴氏合金四种材料在于摩擦条件下进行摩擦磨损实验,结果发现TiB2/Zn-30Al-1Cu复合材料的耐磨减磨性能略低于锡青铜,比锡基巴氏合金和铅基巴氏合金优越。
【作者】张强;
【导师】王锋;
【作者基本信息】北京有色金属研究总院,材料科学与工程,2014,硕士
【关键词】喷射沉积;原位反应;Zn-30Al-1Cu;TiB2;微观组织;性能;

【参考文献】
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