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棒状ZA合金挤压铸造工艺及性能的研究

任春艳  
【摘要】:本文主要研究了棒状ZA27合金挤压铸造的工艺及性能。分析了挤压铸造工艺对棒状ZA27合金力学性能及组织的影响。并探讨了热处理工艺对挤压铸造棒状ZA27合金组织及性能的影响。 试验结果表明,在挤压铸造工艺参数为:比压750MPa,模具温度170℃~200℃,浇注温度630℃,保压时间45s条件下,高径比为6的棒状ZA27合金的各项力学性能可达到:抗拉强度σ_b≥420MPa,延伸率δ_5≥12%,硬度HBS≥120。挤压铸造显著提高棒状ZA27合金的综合力学性能,强度指标提高18%以上,硬度指标提高24%以上,塑性指标提高1倍以上,而且铸件各部位的力学性能差异显著减小。 挤压铸造明显改善棒状ZA27合金铸件的宏观组织,挤压后铸件的组织较致密,基本上消除了常压铸造条件下铸件较严重的缩孔、缩松、气孔等缺陷。挤压铸造还明显改善棒状ZA27合金铸件的显微组织,挤压后铸件的显微组织由原来粗大的树枝晶变为破碎的花朵状枝晶。挤压铸造使晶间共晶体的形态也发生了较大的变化,由常压下分布于晶界处呈粗大、长条状转变为细小层片状。同时,挤压铸造还改变了ε相的形态大小与分布,由常压下分布在晶界处呈棒状或块状转变为弥散分布于枝晶之间,呈细小的点状。在挤压铸造条件下,铸件的不同部位组织也存在一定的差异,上面和下面的组织较中间的组织细化;外侧的组织明显比内侧的组织细小。中心部位的组织为细小的等轴晶组织,外侧的组织为细晶粒层,具有变形组织的特征。 挤压铸造使棒状ZA27合金铸件的比重偏析有所改善,铸件成分分布更加均匀。挤压铸造可以明显改善棒状ZA27合金铸件的显微偏析。挤压后的铸件Zn、Al和Cu的偏析比都有所下降,晶间共晶体中Al含量增加,α枝晶内Zn和Cu的含量有所增加。 热处理使合金的组织更加均匀,经过320℃×8h水淬+180℃×6h热处理,可使合金获得良好的综合力学性能。


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