深冷处理对铜合金、锌合金组织与性能的影响

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。 紫铜和黄铜主要用于制造导电元件、散热器、热交换器中的传热元件及高炉风口套等，对其导电导热性能要求很高，但对于一些在高温、磨损等环境下服役的紫铜和黄铜零部件来说，由于其强度和硬度较低，势必发生磨损、龟裂等破坏，降低使用寿命。锌合金ZA27是一种应用广泛的耐磨材料，代替铜合金铸件用作滑动轴承、轴瓦等，对锌合金而言，深冷处理可能是提高耐磨性的一种新方法。 本论文以紫铜、黄铜H62和锌合金ZA27为实验对象，主要研究了不同深冷处理工艺对材料硬度、拉伸性能、导电性和耐磨性的影响，并结合XRD和微观组织的变化，初步探讨材料的深冷机理。通过硬度测试和拉伸实验发现力学性能的变化与深冷处理工艺之间存在一定的关系。结果表明，紫铜深冷处理24h后显微硬度和抗拉强度均达到峰值，比未深冷处理时分别提高了15.4％和11.9％，延伸率略有下降；黄铜深冷处理12h后显微硬度和抗拉强度均达到峰值，与未深冷处理相比分别提高了9.9％和3.2％；锌合金固溶处理+深冷处理4h后硬度达到峰值，比未深冷时提高了9.3％。摩擦实验表明，相同载荷和转速下，固溶处理+深冷处理4h后锌合金磨损量减少，其中低速下(300r/min)磨损量减少38.3％，高速下(600r/min)磨损量减少13.0％，提高了锌合金的耐磨性。深冷处理后紫铜和黄铜的导电性没有发生变化。 通过XRD、微观组织和力学性能的对比分析，探讨了深冷处理工艺对材料性能的影响。

目录

文摘

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声明

第1章绪论

1.1深冷处理的发展概况

1.2深冷处理的特点、工艺与设备

1.2.1深冷处理的特点

1.2.2深冷处理工艺

1.2.3深冷处理的设备

1.3金属材料的深冷处理研究

1.3.1钢铁材料的深冷处理研究

1.3.2铝合金的深冷处理研究

1.3.3铜合金的深冷处理研究

1.3.4其它材料的深冷处理研究

1.4深冷处理的研究现状

1.5本论文的研究目的与研究内容

第2章实验方案

2.1前言

2.2紫铜的实验方案

2.3黄铜的实验方案

2.4锌合金

2.4.1材料的制备

2.4.2实验方案

2.5实验设备

2.6检测与分析

2.6.1硬度测试

2.6.2拉伸实验

2.6.3金相观察

2.6.4 X射线衍射分析(XRD)

2.6.5摩擦磨损

2.6.6扫描电镜(SEM)检测

第3章深冷处理对紫铜组织与性能的影响

3.1前言

3.2深冷处理对紫铜显微硬度的影响

3.3深冷处理对紫铜拉伸性能的影响

3.4深冷处理对紫铜导电性的影响

3.5深冷处理对紫铜微观组织的影响

3.6实验结果的分析与讨论

3.7本章小结

第4章深冷处理对黄铜H62组织与性能的影响

4.1前言

4.2深冷处理对黄铜力学性能的影响

4.3深冷处理对黄铜导电性的影响

4.4深冷处理对黄铜XRD结果的影响

4.5深冷处理对黄铜微观组织的影响

4.6实验结果的分析与讨论

4.7本章小结

第5章深冷处理对锌合金ZA27组织与性能的影响

5.1前言

5.2深冷处理对锌合金硬度的影响

5.3深冷处理对锌合金摩擦磨损性能的影响

5.4深冷处理对锌合金XRD结果的影响

5.5深冷处理对锌合会微观组织的影响

5.6实验结果的分析与讨论

5.7本章小结

结论

参考文献

致谢

附录(攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录)