热处理对高强变形锌合金ZAT10组织与性能的影响

以高强变形锌合金ZAT10为研究对象,通过热分析仪(DSC)、X线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)、力学性能测试以及模拟海水腐蚀实验,研究高强变形锌合金的相组成以及热处理对高强变形锌合金的相组织、力学性能和抗腐蚀性能的影响。研究结果表明:高强变形锌合金ZAT10是由η锌相和(α+η)相的层片状共析体组织组成;280～300℃热处理1 h使ZAT10锌合金层片状共析体组织转化为粒状组织,350～360℃热处理1 h则层片状组织消失;热处理温度从250℃升到350℃,ZAT10合金的抗拉强度由391 MPa增加到498 MPa,伸长率由20%下降至5%;随着热处理温度的提高,合金的抗腐蚀性能提高。

ZAT10变形锌合金在不同腐蚀环境中的腐蚀及力学性能变化

通过极化曲线分析、XRD物相分析、扫描电镜形貌观察、微分区成分分析以及力学性能测试等,研究ZAT10合金在自来水、3.5%NaCl溶液(模拟海水)中不同温度下的腐蚀行为以及力学性能的变化。研究结果表明:ZAT10合金在自来水、3.5%NaCl溶液中的腐蚀受均匀腐蚀和局部晶间腐蚀的共同作用,自来水中的抗腐蚀性能较好,温度升高时抗腐蚀能力下降,腐蚀严重;ZAT10在自来水中的表面腐蚀产物以Zn5(OH)8CO3.nH2O为主,3.5%NaCl溶液中的表面腐蚀产物以Zn(OH)2和ZnO为主;腐蚀后的样品力学性能急剧下降,3.5%NaCl溶液中样品的抗拉强度下降的幅度与速率均比自来水中的大。

变形锌合金闪光对焊焊接工艺研究

对变形锌合金进行闪光对焊工艺试验和工艺研究。利用金相显微镜和力学性能检测设备等分析检测手段,研究闪光对焊接头的组织和性能。结果表明,采用合适的闪光对焊工艺可以实现新型锌铝合金的对接,焊缝组织致密,接头具有较高的结合强度。

变形锌合金在柠檬酸盐镀镍液中的腐蚀行为

利用动电位极化曲线和电化学阻抗谱研究了变形锌合金在柠檬酸盐电镀镍溶液中的腐蚀行为,通过场发射扫描电镜(SEM–EDS)表征了腐蚀表面形貌和成分。结果表明,锌合金在镀液中呈活性溶解状态,柠檬酸钠对锌合金有缓蚀作用;提高镀液温度不仅加剧锌合金腐蚀,还会加快镍置换反应发生。

pH和柠檬酸钠含量对变形锌合金镀镍层质量的影响

固定其它工艺参数,改变镀液pH值和柠檬酸钠含量对ZAT10变形锌合金进行电镀镍,通过金相显微镜、场发射扫描电镜(SEM-EDS)和超景深三维显微镜记录镀镍层的形貌,以镀液稳定性、镀层表观合格性和出现裂纹与否为依据,对整个实验区进行划分,获得了关于镀液pH值-镀液柠檬酸钠含量与镀液稳定性和镀层性能的关系示意图,并结合EDS分析镀层成分和涂膏法、热震试验分析镀层性能的结果,最终确定了示意图上镀液稳定、镀层质量好的区域。

高强变形锌合金ZAT10的组织及TTT曲线

以高强变形锌合金(ZAT10)为研究对象,通过热分析仪(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)以及力学性能测试,研究了高强变形锌合金的相组成,并采用硬度法绘制ZAT10的TTT曲线。结果表明:高强变形锌合金ZAT10是由η锌相和(α+η)相的层片状共析体组织组成;ZAT10的时效孕育期从260℃至120℃经历先变短后变长的过程,在210℃左右的时效孕育期最短。

变形锌合金冷压焊接头组织及连接机理研究

通过对变形锌合金冷压焊接头不同部位进行显微分析,探讨锌合金冷压焊接机理。结果表明:锌合金冷压结合区无可见的金属结合缺陷,冷压焊焊缝组织致密,近缝区的晶粒组织明显细化,因此接头的强度和韧性均得到提高,接头焊接强度系数达到0.95;锌合金冷压焊接头结合区仍然保留挤压变形晶粒碎化的细小晶粒状态,无可见的再结晶现象,接头区没有发现新的固溶物或化合物生成;锌合金冷压焊接接头中心区域存在塑性流变,且变形主要依靠富锌相η晶粒细化,同时变形导致富锌相η在冷压焊接界面结合处呈现细小的锯齿状,两侧细小锯齿状的组织在压力作用下相互咬合,协同变形,形成了焊缝中心结合区,从而在工艺上实现了同种金属的冷压焊结合。

易切削变形Zn-Cu-Bi合金的显微组织与性能

采用力学性能测试、光学显微镜、扫描电镜和能谱分析技术及切削性能测试对自行研制的含Bi易切削变形Zn-Cu合金铸态及挤压态的组织与性能进行研究。结果表明:Mn在Zn-Cu合金中易形成大而硬的块状相,对于提高锌合金的综合力学性能作用不明显,且可能产生不良影响;低熔点Bi相在Zn-Cu合金中铸态时以针状弥散分布,挤压态时以点状弥散分布,改善了Zn-Cu合金的切削性能;自行配制的Zn-1.2%Cu-0.5%Bi-X合金,切削性能良好,抗拉强度达到405 MPa,伸长率为19.0%,表现出较优的综合性能,可作为部分铜合金替代材料,用于制造轴承、连接件、五金和家电等结构件。

含Bi易切削变形Zn-Al合金显微组织与性能

采用力学性能测试、光学显微镜、扫描电镜和能谱分析技术、切削性能测试、电镀试验对自行配制的含Bi易切削变形Zn-Al合金铸态、挤压态的组织与性能进行研究。研究结果表明:低熔点的Bi相在Zn-Al合金中以针状弥散分布,改善Zn-Al合金的切削性能;Bi含量超过0.5%(质量分数)时,Bi对Zn-Al易切削变形合金电镀性能产生不良影响;自行配制的Zn-10%Al-0.3%Bi-X合金,切削性能良好,抗拉强度达到351 MPa,伸长率为18%,电镀不易起泡,表现出较好的综合性能,可作为部分铜合金替代材料,用于轴承、连接件、五金、家电等结构件。

固溶-时效热处理对易切削变形Zn-10Al-1.0Cu-xBi-ySn合金组织与性能的影响

采用力学性能测试、扫描电镜、透射电镜和能谱分析技术、切削性能测试研究固溶-时效热处理工艺对自行研制的易切削变形Zn-10Al-1.0Cu-xBi-ySn合金挤压态组织与性能的影响。结果表明:为获得较佳的综合性能,该合金较佳的热处理工艺为(350℃,30 min水冷)+(100℃,12 h空冷);经过合理的热处理后,合金中的α+η胞状和粒状组织增多,层片状组织减少,合金塑性提高;热处理后该合金的抗拉强度达到327.05 MPa,伸长率为20.5%。

镁元素对挤压高铝锌合金的组织与性能的影响

研究了镁元素对挤压高铝锌合金的组织和力学性能的影响,结果表明:与未加镁的合金相比,加入0.015%Mg,合金挤压态的抗拉强度从366 MPa提高到467 MPa、布氏硬度从HB91提高到HB114,伸长率从43.6%降低到27%;在320℃×2 h固溶处理水淬室温自然时效状态下,合金的抗拉强度从389 MPa提高到488 MPa,布氏硬度从HB107提高到HB139,伸长率从41%降低到28.3%;镁元素影响过饱和β相转变和分解产物形态,能阻碍合金的共析分解和室温时效脱溶析出。