深冷处理对QSA19-4,QA110-4-4组织及性能影响的研究

摘要

深冷处理又称超低温处理，是指将材料置于-130℃～-190℃温度下进行处理的一种工艺。该技术已成功用于黑色金属材料，能明显提高工件的强度、耐磨性和尺寸稳定性，使工件使用寿命成倍提高，但该技术在有色金属方面的研究较少。
　　挤压态的QAl9-4、QAl10-4-4存在塑性差、内部应力大、组织不均匀、晶粒粗大、共析体数量较多且弥散度较小等诸多问题，为改善铝青铜QAl9-4、QAl10-4-4的力学性能和耐磨耐腐蚀性能，本文利用不同的热处理工艺对挤压态QAl9-4、QAl10-4-4进行了不同的处理，主要应用的热处理工艺有深冷处理，固溶、时效和深冷相结合的热处理工艺对挤压态QAl9-4，QAl10-4-4进行循环处理，利用布氏硬度计、SEM、EDS、XRD、光学显微镜、称重法等多种手段，分析QAl9-4、QAl10-4-4处理前后的显微组织、硬度、腐蚀重量变化。得到如下结论:
　　1、深冷处理后QAl9-4的衍射峰强度发生变化，(220)晶面的相对强度明显增加，QAl9-4经0.5h深冷处理后晶粒明显细化，空位浓度降低，致密性增强，位错密度增高，硬度增大，在盐水（海水）中的耐腐蚀性能有所提高。经深冷处理后QAl9-4，QAl10-4-4的硬度都不同程度的得到提高;
　　2、固溶、时效处理后QAl9-4，QAl10-4-4的硬度均得到提高;QAl9-4最佳热处理工艺:950℃固溶×2h（水冷）+270℃时效×2h(空冷)，QAl10-4-4最佳热处理工艺:800℃固溶×4 h（盐水冷）+300℃×4 h（空冷）;
　　3、固溶、时效和深冷相结合的热处理工艺对QAl9-4、QAl10-4-4进行循环处理，随着固溶温度的升高，硬度增大;随着时效、深冷次数的增加，布氏硬度略有升高，QAl9-4、QAl10-4-4显微组织中α固溶体、α+KⅡ共析体增多，β'相减少，晶粒细化，金属基体尺寸更加稳定;
　　4、QAl9-4、QAl10-4-4固溶后先时效后深冷的二次循环处理后，二次深冷后的硬度高于一次深冷后的硬度，一次时效后的硬度高于二次时效后的硬度;二次时效二次深冷处理后，随着固溶温度的升高合金的耐磨性能也得到提高;
　　5、固溶后对QAl9-4、QAl10-4-4进行深冷、时效的先后顺序不同，对合金的硬度跟组织影响也不相同，对QAl9-4、QAl10-4-4先深冷后时效的循环处理合金硬度、耐磨损性能高于QAl9-4先时效后深冷后的性能。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题意义

1．2 铝青铜合金发展现状

1．2．1 铝青铜合金

1．2．2 简单铝青铜中的相

1．2．3 复杂铝青铜中的相

1．2．4 铝青铜主要用途

1．3 化学元素对铝青铜合金综合性能的影响

1．3．1 铁元素的影响

1．3．2 锰元素的影响

1．3．3 镍元素的影响

1．3．4 钴、磷、硫、锡、锌等元素的影响

1．4 铝青铜合金热处理研究现状

1．4．1 高铝青铜的热处理工艺

1．4．2 固溶处理

1．4．3 时效处理

1．5 深冷处理

1．5．1 深冷处理机理

1．5．2 铜合金深冷处理研究现状

第2章 实验方法及流程

2．1 前言

2．2 QA19-4的实验方案

2．3 QA19-4实验流程

2．3．1 QA19-4深冷处理实验流程

2．3．2 QA19-4热处理跟深冷处理结合实验流程

2．4 QA110-4-4的实验方案

2．5 QA110-4-4实验流程

2．5．1 QA110-4-4深冷处理实验流程

2．5．2 QA110-4-4时效温度确定

2．6 实验化学试剂及设备

2．6．1 实验中用到的主要化学试剂

2．6．2 实验中用到的主要设备

2．7 检测与分析

2．7．1 硬度测试

2．7．2 金相观察

2．7．3 XRD表征分析

2．7．4 扫描电镜(SEM)、能谱EDS检测

2．7．5 耐腐蚀性能测试

2．7．6 耐磨损测试

第3章 QA19-4试验结果和分析

3．1 深冷对QA19-4的影响

3．1．1 深冷对Q19-4力学性能的影响

3．1．2 QA19-4直接深冷后XRD结果与分析

3．1．3 深冷处理对QA19-4显微组织的影响

3．1．4 深冷处理对QA19-4耐腐蚀性能的影响

3．2 固溶温度对QA19-4影响的研究

3．2．1 固溶温度对QA19-4硬度的影响

3．2．2 固溶温度对显微组织的影响

3．3 固溶、时效、深冷对QA19-4的影响

3．3．1 固溶、时效、深冷对QA19-4硬度的影响

3．3．2 固溶后一次时效对显微组织的影响

3．3．3 固溶后一次时效一次深冷对显微组织的影响

3．3．4 固溶后二次时效二次深冷对显微组织的影响

3．3．5 固溶后二次时效二次深冷QA19-4耐磨性能的影响

3．4 固溶、深冷、时效对QA19-4的影响研究

3．4．1 固溶、深冷、时效对QA19-4硬度的影响

3．4．2 固溶后一次深冷对QA19-4显微组织的影响

3．4．3 固溶后一次深冷一次时效后对QA19-4显微组织的影响

3．4．4 固溶后二次深冷二次时效对QA19-4显微组织的影响

3．4．5 固溶后二次深冷二次时效QA19-4耐磨性能的影响

3．5 本章小结

第4章 QA110-4-4试验结果和分析

4．1 深冷对QA110-4-4的影响

4．1．1 深冷对QA110-4-4力学性能的影响

4．1．2 深冷对QA110-4-4组织影响

4．2 固溶温度对QA110-4-4的影响

4．3 时效温度对QA110-4-4的影响

4．3．1 时效温度对QA110-4-4硬度的影响

4．3．2 时效温度对QA110-4-4组织的影响

4．4 固溶、时效、深冷对QA110-4-4的影响研究

4．4．1 固溶、时效、深冷对QA110-4-4硬度的影响

4．4．2 固溶后一次时效对显微组织的影响

4．4．3 固溶后一次时效一次深冷对显微组织的影响

4．4．4 固溶后二次时效二次深冷对QA110-4-4显微组织的影响

4．4．5 固溶后二次时效二次深冷QA110-4-4耐磨性能的影响

4．5 固溶、深冷、时效对QA110-4-4影响的研究

4．5．1 固溶、深冷、时效对QA110-4-4硬度的影响

4．5．2 固溶后一次深冷对QA110-4-4显微组织的影响

4．5．3 固溶后一次深冷一次时效后对QA110-4-4显微组织的影响

4．5．4 固溶后二次深冷二次时效对QA110-4-4显微组织的影响

4．5．5 固溶后二次深冷二次时效QA110-4-4耐磨性能的影响

4．6 本章小结

结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的文章