電解加鈦ZL108合金的熱處理工藝優(yōu)化和快速凝固組織的研究.pdf

1、本文采用正交試驗(yàn)的方法，探索了熱處理主要因素對(duì)電解加鈦ZL108共晶Al-Si合金(簡(jiǎn)稱ZL108合金)力學(xué)性能的影響，并通過(guò)進(jìn)一步試驗(yàn)得到優(yōu)化的熱處理工藝。同時(shí)，用單輥旋轉(zhuǎn)淬冷法制備了ZL108合金的薄帶，研究了該合金在快速凝固條件下的組織。 通過(guò)正交試驗(yàn)的極差分析得到：對(duì)抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度而言，各因素的重要次序?yàn)椋汗倘軠囟?時(shí)效溫度>固溶時(shí)間>時(shí)效時(shí)間；對(duì)硬度而言，重要次序?yàn)椋簳r(shí)效溫度>固溶溫度>固溶時(shí)間>時(shí)效時(shí)間。并且，溫

2、度的重要性遠(yuǎn)大于時(shí)間的重要性。而且隨著固溶溫度的升高和時(shí)效溫度的降低，合金的力學(xué)性能升高。 通過(guò)方差分析，對(duì)抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和硬度而言，各因素的顯著性排序均為：固溶溫度>時(shí)效溫度>固溶時(shí)間>時(shí)效時(shí)間。溫度顯著性明顯高于時(shí)間的顯著性，與極差分析結(jié)果一致。 通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化試驗(yàn)，驗(yàn)證了正交試驗(yàn)的試驗(yàn)規(guī)律，同時(shí)得到了熱處理優(yōu)化工藝：固溶溫度545℃、固溶時(shí)間7 h、時(shí)效溫度175℃和時(shí)效時(shí)間10h，抗拉強(qiáng)度達(dá)到385MPa，屈

3、服強(qiáng)度達(dá)到344MPa，維氏硬度達(dá)到154。 通過(guò)單項(xiàng)試驗(yàn)得到，硬度隨著固溶時(shí)間的變化并不明顯，在固溶時(shí)間為6h左右時(shí)，達(dá)到最大值；硬度隨時(shí)效時(shí)間的變化較明顯，在時(shí)效時(shí)間為12h時(shí)，達(dá)到最大的硬度；同時(shí)，隨著固溶時(shí)間的延長(zhǎng)，硅相面積增大，直徑增大，球度增大，硅相的形貌和分布發(fā)生了明顯的變化。固溶時(shí)間為7h時(shí)，硅相的球度、大小和分布配合較好，對(duì)合金的力學(xué)性能能夠產(chǎn)生較好的影響。 快速凝固試驗(yàn)表明，單輥旋轉(zhuǎn)淬冷法制備該成分合

4、金與傳統(tǒng)重力鑄造合金DSC曲線特征明顯不同，這主要是由于冷卻速度的不同造成了固溶度的不同，促進(jìn)了前者G.P區(qū)的產(chǎn)生和變化；通過(guò)X射線衍射分析，由試驗(yàn)得到的實(shí)際晶格常數(shù)小于理想代位固溶體和傳統(tǒng)重力鑄造合金的的晶格常數(shù)，這是由于固溶度的提高造成了更大的晶格畸變；同時(shí)，在快速凝固薄帶的X衍射譜中出現(xiàn)了明顯的鋁衍射峰，沒(méi)有Si等合金元素明顯的衍射峰出現(xiàn)，說(shuō)明Si等合金元素已基本溶入基體中。 通過(guò)掃描電鏡和金相顯微鏡分析得到，與傳統(tǒng)重力鑄