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【6h】

Ti对铸造Zn-Al-Cu-Mn-Mg合金力学及腐蚀性能的影响

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目录

致谢

摘要

Abstract

引言

1 绪论

1.1 锌铝合金的发展状况

1.1.1 锌铝合金在国外的发展状况

1.1.2 锌铝合金在国内的发展状况

1.2 锌铝合金的组织与性能

1.2.1 锌铝合金的基本组元

1.2.2 ZA35 合金的室温铸态组织

1.2.3 锌铝合金的性能特点

1.3 锌铝合金的合金化与变质

1.3.1 合金元素的作用

1.3.2 变质处理

1.3.3 Ti 在锌铝合金中的作用

1.4 锌铝合金的热处理

1.4.1 固溶处理

1.4.2 时效处理

1.5 锌铝合金的腐蚀行为研究

1.5.1 锌铝合金的腐蚀行为简介

1.5.2 锌铝合金的腐蚀原理

1.5.3 合金元素对 ZA 合金耐蚀性的影响

1.5.4 热处理与组织转变对 ZA 合金耐蚀性的影响

1.5.5 ZA 合金腐蚀行为的研究展望

1.6 研究内容与意义

1.6.1 研究内容

1.6.2 研究意义

2 实验材料及方法

2.1 合金成分及原材料

2.1.1 Zn-Al-Cu-Mn-Mg-Ti 合金成分的设计

2.1.2 Zn-Al-Cu-Mn-Mg-Ti 合金的原材料

2.2 实验设备

2.2.1 熔炼设备

2.2.2 组织观察与分析设备

2.2.3 力学性能测试设备

2.2.4 差热分析设备

2.2.5 热处理设备

2.2.6 腐蚀实验设备

2.3 实验方法

2.3.1 熔炼工艺

2.3.2 合金组织观察

2.3.3 XRD 实验

2.3.4 拉伸实验

2.3.5 布氏硬度实验

2.3.6 差热分析

2.3.7 热处理工艺

2.3.8 电化学腐蚀实验

3 实验结果与分析

3.1 Ti 对 Zn-Al-Cu-Mn-Mg 合金组织的影响

3.1.1 金相组织分析

3.1.2 XRD 分析

3.1.3 显微组织分析

3.2 Ti 对 Zn-Al-Cu-Mn-Mg 合金力学性能的影响

3.2.1 力学性能分析

3.3 热处理对 Zn-Al-Cu-Mn-Mg-0.10Ti 合金组织及力学性能的影响

3.3.1 差热分析

3.3.2 固溶处理制度的研究

3.3.3 固溶温度对合金组织与力学性能的影响

3.3.4 固溶时间对合金组织与力学性能的影响

3.3.5 时效处理制度的研究

3.3.6 时效温度对合金组织与力学性能的影响

3.3.7 时效时间对合金组织与力学性能的影响

3.4 富锰相对 Zn-Al-Cu-Mn-Mg 合金耐腐蚀性能的影响

3.4.1 合金中的富锰相

3.4.2 富锰相与合金的开路电位(OCP)

3.4.3 富锰相与合金在 3.5%NaCl 溶液中的动电位极化特征

3.5 Ti 对 Zn-Al-Cu-Mn-Mg 合金在 3.5%NaCl 溶液中电化学腐蚀的影响

3.5.1 Ti 对合金在 3.5%NaCl 溶液中的开路电位的影响

3.5.2 Ti 对合金在 3.5%NaCl 溶液中的动电位极化特征的影响

3.6 Ti 对 Zn-Al-Cu-Mn-Mg 合金在 5% NaOH 溶液中电化学腐蚀的影响

3.6.1 Ti 对合金在 5% NaOH 溶液中的开路电位的影响

3.6.2 Ti 对合金在 5% NaOH 溶液中的动电位极化特征的影响

结论

参考文献

作者简历

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摘要

本文通过向铸造Zn-Al-Cu-Mn-Mg合金中添加合金元素Ti,并进行热处理及电化学腐蚀实验,研究元素Ti对合金组织与性能的影响,找到Zn-Al-Cu-Mn-Mg合金适宜的含Ti量,并对相关的作用规律进行分析与探讨。Zn-Al-Cu-Mn-Mg合金的铸态组织是比较粗大的多相混合组织,由块状晶和枝晶构成;基体是富Zn的η相和富Al的α相;少量的Cu和Mn固溶于基体中,起到固溶强化的作用,大部分的Cu和Mn分别以CuZn5和MnAl6的形式偏聚于晶界处;微量元素Mg固溶于基体中。Ti在基体中的固溶度很小,超过固溶度的Ti与Al形成高熔点化合物Al3Ti;在凝固过程中,细小的Al3Ti颗粒成为异质晶核,增加了晶粒数量,起到了细晶强化的作用,提高了合金的力学性能。Ti的质量分数为0.10%时,Zn-Al-Cu-Mn-Mg合金组织的细化程度最高,成分均匀,拉伸强度达到最高值437MPa;Ti的质量分数为0.15%时,Zn-Al-Cu-Mn-Mg合金的布氏硬度和伸长率分别达到最高值135HB和1.64%。热处理实验表明:Ti的质量分数为0.10%的Zn-Al-Cu-Mn-Mg合金,经360℃固溶3h,120℃时效1h后,组织稳定,成分均匀,晶粒细化,有第二相析出;基体的细晶强化与第二相的弥散强化相互作用,使合金的布氏硬度提高到178HB。腐蚀实验表明:在NaCl溶液中,0.15%的含Ti量,能改变Zn-Al-Cu-Mn-Mg合金的腐蚀过程,生成对基体具有保护作用的腐蚀产物Zn5(OH)8Cl2;在NaOH溶液中,合金中的Ti缩小了的相间电位差,降低了电化学腐蚀的驱动力,提高了合金的耐蚀性。

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