ZnAl33合金轧制工艺与组织性能研究

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锌合金拥有良好的耐腐蚀性能,优异的耐磨性能与适宜的力学性能,在滑动摩擦件方面有广泛的应用前景。目前应用较多的锌合金铸造件塑韧性差,而塑性变形可提高铸件的性能。本文以ZnAl33合金为研究对象,对其板材进行不同工艺的轧制,分析轧后板材的组织性能变化,探索锌合金板材的轧制规律。首先对铸态坯料进行了4种变形量的多道次轧制,对轧后4mm厚板材的性能及组织进行分析。轧后板材的延伸率有了很大的提高,增幅普遍在20%以上;但板材的屈服强度略有下降。随着道次变形量的增大,板材的抗拉强度随逐渐上升,屈服强度与延伸率则为波动性变化,延伸率整体呈上升趋势。道次变形量25%的板材强度与硬度最高,而15%的板材塑性最好。综合性能最优的为30%道次变形量的板材,强度为268MPa,延伸率为23.5%;与GCr15对磨1km的干摩擦系数为0.4、磨损量为3.64mg。选择综合性能最优的4mm轧制板材,在不同的轧辊温度与变形量下,进行薄板的轧制试验。变形量大于20%时,板材出现边裂并发生轻微的翘曲。随着变形量增大,轧辊温度对板材强度的影响越来越小,对延伸率的影响越来越大。轧辊温度200℃时板材性能最优,变形量20%时屈服强度最高,为305MPa;50%变形量下延伸率最高,为39%。因此,薄板轧制时轧辊温度应控制在200℃,要求强度高可使变形量小一些,要求塑性好时变形量应大一些。另外,本文探究了薄板多道次轧制的组织性能。在轧辊温度230℃时,经过4个道次40%变形量的轧制,获得0.5mm厚的板材。最终的0.5mm板材的强度为轧制过程中最高,达到258MPa,同时延伸率为31%。第1道次与第3道次的板材延伸率较高,分别为40.4%和42.3%。轧制过程树枝晶内原层片组织转变为颗粒状,并沿轧制方向被拉长;层片共析体的球化不完全,组织中仍有团状的层片共析体存在。
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