合金元素Zr对ZA35合金组织及性能的影响

论文摘要

ZA合金是目前应用比较广泛的新型结构材料。ZA合金具有较高的强度和硬度,并且制造成本低廉等优点,已成为部分铝合金、铜合金及铸铁件的良好替代品。但是同时,ZA合金也存在塑性和韧性差、耐蚀性差等缺点。针对这些问题,本论文通过改变Zr元素的添加量和热处理工艺来改善ZA35合金的组织形态及研究力学性能的变化机制;利用电化学工作站对ZA35合金的耐蚀性进行研究并分析耐蚀规律;利用多功能电子试验机、X射线衍射分析、扫描电镜等检测分析手段对ZA35合金的力学性能、微观组织及其演变规律进行了研究,并探讨了其组织的细化机理。结果表明,当Zr元素含量为0.3%左右时,对ZA35合金铸态组织的细化效果最好,组织由原来的粗大的树枝晶组织转变为团絮状组织,同时ZA35合金的抗拉强度以及伸长率相对较高。Zr元素在ZA35合金中的主要作用机理是除了一部分固溶在α-Al基体中以外,其余主要以Al3Zr化合物的形式存在。对ZA35-0.3%Zr合金进行固溶处理的最优工艺为340℃×1h;时效处理的最优工艺为120℃×4.5h;均匀化处理的最优工艺为370℃×24h。对ZA35-0.3%Zr合金进行热处理可以改善合金的组织与性能,提高合金的硬度。电化学腐蚀条件下,在3.5%NaCl和4%NaOH溶液中,与ZA35合金相比,加入Zr元素后,合金的开路电位变正,腐蚀电流密度减小,因此合金的耐腐蚀性得到提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 ZA合金的发展概况
• 1.2 ZA合金研究现状
• 1.2.1 合金化及变质
• 1.2.2 锌铝合金的主要组元及其作用
• 1.2.3 热处理
• 1.3 金属的腐蚀概况
• 1.3.1 腐蚀控制方法
• 1.3.2 对金属进行腐蚀学研究的方向和内容
• 1.4 本课题研究的目的和意义
• 第二章 实验材料、设备及实验方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验仪器及设备
• 2.2.1 熔炼设备
• 2.2.2 图像分析设备
• 2.2.3 拉伸实验设备
• 2.2.4 耐蚀实验设备
• 2.2.5 热处理实验设备
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 熔炼工艺
• 2.3.2 热处理工艺
• 2.3.3 硬度试验
• 2.3.4 拉伸试验
• 第三章 合金元素Zr对ZA35 合金组织及力学性能的影响
• 3.1 引言
• 3.2 合金元素Zr对ZA35 合金微观组织形貌的影响
• 3.3 合金元素Zr对ZA35 合金力学性能的影响
• 3.3.1 拉伸性能的变化
• 3.3.2 硬度的变化
• 3.4 ZA35 合金断口形貌及分析
• 3.5 合金元素Zr在ZA35 合金中的存在形式及相组成的分析
• 3.6 合金元素Zr在ZA35 合金中作用机理的探讨
• 3.7 本章小结
• 第四章 热处理对ZA35-0.3%Zr合金组织及硬度的影响
• 4.1 引言
• 4.2 固溶处理对ZA35-0.3%Zr合金组织及硬度的影响
• 4.2.1 固溶处理工艺
• 4.2.2 固溶处理对合金组织的影响
• 4.2.3 固溶处理对合金硬度的影响
• 4.3 时效处理对ZA35-0.3%Zr合金组织及硬度的影响
• 4.3.1 时效处理工艺
• 4.3.2 时效处理对合金组织的影响
• 4.3.3 时效处理对合金硬度的影响
• 4.4 均匀化对ZA35-0.3%Zr合金组织及硬度的影响
• 4.4.1 均匀化处理工艺 .
• 4.4.2 均匀化处理对合金组织的影响
• 4.4.3 均匀化处理对合金硬度的影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 合金元素Zr对ZA35 合金耐蚀性能的影响
• 5.1 引言
• 5.2 腐蚀形貌及腐蚀产物
• 5.2.1 腐蚀产物
• 5.2.2 腐蚀形貌
• 5.3 合金在不同腐蚀介质中的电化学特性
• 5.3.1 3.5%NaCl中合金腐蚀试验结果及分析
• 5.3.2 4%NaOH中合金腐蚀试验结果及分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢