部分无铅黄铜合金体系的相图及铋黄铜的组织设计

摘要

由于铅黄铜具备优异的耐磨性、耐化学腐蚀和切削性，因而常被用于制造阀门、水管以及散热器等。近年来随着人们对自身健康的关注以及环保意识的不断加强，有铅黄铜的无铅化已经是黄铜业的一个行业趋势。新型无铅黄铜的发展俨然已成为黄铜行业一个迫切的目标。相图是材料设计的基本指南，可以对合金成分、制备工艺提供指导，并在一定程度上对合金的组织进行预测。本研究主要利用合金法实验测定了Cu-Zn-Sn，Sn-Sb-Zn，Sn-Sb-Cu三元系在不同温度全成分范围内的等温截面相图。本研究取得的主要研究成果如下:
　　(1)通过合金法，采用EPMA背散射电子图像组织观察，WDX成分分析以及XRD晶体结构衍射等方法对Cu-Zn-Sn(400℃、500℃)三元系的相平衡进行实验测定。基于本研究实验测定的结果和文献已报道的数据，优化和计算了Cu-Zn-Sn三元系相图。计算结果与实验数据获得较好的一致性。
　　(2)通过合金法，采用EPMA背散射电子图像组织观察，WDX成分分析以及XRD晶体结构衍射等方法对Sn-Sb-Zn(400℃、500℃)、Sn-Sb-Cu(400℃、500℃)三元系的相平衡进行实验测定。实验结果没有发现新的三元化合物。
　　(3)基于本课题组积累的无铅黄铜热力学数据库（例如:Cu，Zn，Sn，Sb，Bi，Pb等），并以铋黄铜产品LTN60-1的合金设计为例，探索了该数据库在无铅黄铜组织设计中的应用，计算结果与实际组织形态具有良好的对应关系，表明无铅黄铜的热力学数据库可以为铋黄铜组织设计提供重要的参考依据。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 黄铜及其分类

1．2 国内外无铅黄铜的发展概况

1．3 无铅黄铜的组织与性能

1．3．1 无铅黄铜的性能要求

1．3．2 合金元素对黄铜组织性能的影响

1．4 相图在无铅黄铜开发中的应用

1．5 本论文的选题依据及主要研究内容

参考文献

第二章 实验方法与热力学模型

2．1 本研究中采用的实验方法

2．1．1 合金样品的制备

2．1．2 热处理方法

2．1．3 显微组织观察

2．1．4 成分分析

2．1．5 X-ray晶体结构分析

2．1．6 相转变温度的测定

2．2 相图计算的热力学模型

2．2．1 纯组元

2．2．2 液相和端际固溶体相

2．2．3 金属间化合物溶体相

参考文献

第三章 Cu-Zn-Sn三元系相平衡的实验测定与热力学计算

3．1 引言

3．2 Cu-Zn-Sn三元系相图的研究现状

3．3 Cu-Zn-Sn三元系相平衡的实验测定

3．3．1 实验方法

3．3．2 Cu-Zn-Sn三元系的实验结果与讨论

3．4 Cu-Zn-Sn三元系热力学优化与计算

3．5 结果与讨论

3．6 小结

参考文献

第四章Sn-Sb-X(X：Zn，Cu)三元系相平衡的实验测定

4．1 引言

4．2 Sn-Sb-Zn三元系相图的研究现状

4．3 Sn-Sb-Zn三元系相平衡的实验测定

4．3．1 实验方法

4．3．2 Sn-Sb-Zn三元系的实验结果与讨论

4．4 Sn-Sb-Cu三元系相图的研究现状

4．5 Sn-Sb-Cu三元系相平衡的实验测定

4．5．1 实验方法

4．5．2 Sn-Sb-Cu三元系的实验结果与讨论

4．6 小结

参考文献

第五章 无铅黄铜的热力学数据库在铋黄铜组织设计中的应用

5．1 引言

5．2 无铅黄铜热力学数据库的研究概况

5．3 无铅黄铜热力学数据库的应用及其组织控制

5．3．1 LTN60-1组织的热力学解析

5．3．2 LTN60-1合金的组织控制

5．4 小结

参考文献

第六章 总结

致谢

攻读硕士学位期间的科研成果