ZA27合金熔炼

１ＺＡ２７合金的化学成分及机械性能表１ＺＡ２７合金的化学成分主要成分％杂质含量＜％ＡｌＣｕＭｇＺｎＦｅＰｂＣｄＳｎ２５－２８２．０－２．５０．０１－０．０２余量０．１００．００４０．００３０．００２表２ＺＡ２７合金的物理性能σｂＭＰａσａＭＰａδｓ％ＨＢ密度ｇ／３８０－４４１３６５－３７２２．５－１１９０－１２５５．０２材料准备表３炉料合金元素的标准名称牌号标准铝锭Ａ１９９７或Ａ１９９６ＧＢ１１９６－８３锌锭Ｚｎ－０或Ｚｎ－１ＧＢ４７０－８３镁锭Ｍｇ９９．９５ＧＢ３４９９－８３铜Ｃｕ－１ＧＢ４６６－８２中间合金ＡｌＣｕ－５０ＧＢ８７５３５－８８ＺｎＣｌ２二级以上ＧＢ１６２５－７９变质剂自制３工装准备燃油坩埚炉一台；ＷＲＮ－１２０ＥＵ－２测温仪一台；天平一架；其它炉炼工具自制。４熔炼及熔炼过程控制ＺｎＡｌ２７合金的熔炼与传统的有色合金熔炼过程无大的区别，其基本过程大致分为：准备（炉料、设备和工具）、加料、加热熔化、精炼变质、炉前检验和浇注六大步骤，较传统合金熔炼多了一道变质处理工序。其中熔炼过程温度的控制，精炼剂的脱水，合金的变质处理，回炉料的加入量等对合金的机械性能起着至关重要的作用。而整个熔炼过程则紧紧围绕...     

ZA27合金铸造工艺探索

ZA27合金在国外是一种成熟使用的合金材料，具有良好的机械性能、耐磨性能、铸造性能和加工性能，且成本低。而我国锌资源丰富，铜、锡资源短缺，因此，用锌合金代替铜合金制造耐磨零件，具有十分重要的意义。     

ZA27合金羽毛状晶形貌分析

研究了高温浇注下(750℃)的ZA27合金枝晶形貌,用扫描电镜观察断口缩松处的组织形态,直观地澄清了羽毛状晶的三维枝晶形貌。结果表明,羽毛状晶是一种非常发达的树枝晶,宏观上具有典型的三维结构,枝晶朝多个方向生长;但在枝晶局部并排生长,分枝细密且形态发达。羽毛状晶体生长方向为<110>方向,是晶体学择优生长方向与外力综合作用的结果。     

ZA27铸造合金的凝固特性

研究了ZA27铸造合金中的常见微量元素以及铸件厚度，浇注温度，变质处理对ZA27合金凝固特性的影响，实验结果表明，铸件厚度是影响ZA27合金凝固特性的最主要因素，适量的Ti可以改善ZA27合金的凝固特性，浇注温度及变质处理对ZA27合金的凝固特性也有不同程度的影响，根据实验结果，推荐了较佳工艺参数。     

ZA27合金热处理工艺的研究

本文旨在研究热处理对 ZA27铸造合金力学性能的影响。ZA27合金强度高、铸造性能优越熔化时能耗低、基本上无污染,是一种很有前途的工程合金。但由于采用砂型铸造时塑性偏低,使该合金的使用受到一定限制。通过多种热处理工艺研究,已发现几种热处理制度能使合金塑性提高,且具有优良的综合力学性能。     

ZA—27耐磨合金的悬浮铸造

ZA—27合金铸件很容易产生底缩。根据黑色金属中应用的悬浮铸造的作用原理,我们探讨了悬浮铸造对ZA—27合金中存在的比重偏析和底缩、以及对合金组织及性能的影响.结果表明,悬浮铸造可显著降低铸件各部位的密度差,减轻甚至消除底缩.悬浮铸造使合金的枝晶组织细化,冲击韧性提高40％,耐磨性提高了11—13％。     

ZA27合金的稳态阻尼及其拟合

研究了固溶化处理的ZA27合金在自然时效稳定后的低频阻尼，根据有关的内耗理论，得到了ZA27合金稳态阻尼的线性拟合表达式，利用该式可以预测ZA27合金的阻尼大小和行为，并揭示ZA27合金的阻尼机理，研究结果表明，在实验条件下，ZA27合金具有较高的阻尼性能，阻尼的大小与频率相关，与振幅无关，并随温度的升高单调增大，这是一种线性可逆滞弹性弛豫的动态滞后过程；ZA27合金的阻尼是热激活弛豫过程，是多个弛豫过程叠加的结果。     

ZA27合金自然时效过程的研究

砂型铸造 ZA27合金强度高,塑性低,通过淬火后自然时效,不但使强度有所提高,而且使塑性大为改善。通过透射电镜金属薄膜分析,ZA27合金时效中,金相结构转变过程为:α过饱和固溶体→G·PI 区→G-PI 区→γ′过渡相→γ稳定相。     

机械搅拌对ZA27合金组织的影响

研究了机械搅拌对ＺＡ２７合金组织的影响，同时给出了温度与固相率的对应值．结果表明，在机械搅拌下，ＺＡ２７合金的凝固组织为等轴晶或玫瑰状聚集体，由枝晶残体和棒状与球状粒子组成，且随着温度的降低，初生相逐渐球状化和分散化；初生晶非树状化是由于枝晶臂颈缩折断，合并生长所致；机械搅拌加剧了晶臂颈缩，促进了颈缩折断；固相间存在着合并生长     

ZA27合金锻造及挤压成形实验分析

ＺＡ２７合金可以锻造和挤压成形，但挤压成形态塑性偏低，通过热处理可有效地提高挤压合金的综合力学性能。     

ZA27合金淬火时效早期阶段的研究

利用本实验设计的热效应装置研究了ＺＡ２７合金淬火时效早期过程，结果发现：ＺＡ２７合金时效早期阶段出现了大小不等的温度峰，与对应条件下硬度曲线比较表明，淬火时效温度不同，脱溶机理不尽相同，Ｔｃ以上温度时效，发生了Ｓｐｉｎｏｄａｌ分解。     

ZA27合金凝固过程两相流数值模拟

ZA27合金的凝固特性为典型的糊状凝固并具有比重偏析，为研究比重偏析，本文建立了两相流凝固模型。用Phoenics软件在三维柱坐标系中建模，用有限差分法离散。浓度场模拟结果表明铸件中铝元素有明显的成分偏析，与试验结果基本吻合。该凝固模型能较好地解决凝固过程中固液两相的对流问题，较好地模拟比重偏析现象。     

微量元素Sb，Te在ZA27合金中的作用

研究了微量元素Ｓｂ，Ｔｅ在ＺＡ２７合金中的作用。结果表明，单纯加入Ｓｂ或Ｔｅ时，均能提高ＺＡ２７合金的抗拉强度值，但塑性指标下降；Ｓｂ，Ｔｅ复合加入时，ＺＡ２７合金显示出了良好的综合性能指标，尤其是延伸率可大幅度提高，远远超过ＡＳＴＭ６６９－８２标准．Ｓｂ和Ｔｅ的作用主要是因为强成分过冷效应使得ＺＡ２７的凝固温度区间缩小，形成细小的花瓣状而不是树枝状初生晶，及减少或消除显微缩松，提高了ＺＡ２７合金的致密度．经Ｓｂ，Ｔｅ复合变质的ＺＡ２７合金，其抗拉强度σ＿ｂ最高可达４３８．１ＭＰａ，延伸率δ最高可达１７．３％．     

Mn对ZA27合金组织与性能的影响

对加入Ｍｎ的ＺＡ２７合金组织和性能作了研究,结果表明元素Ｍｎ在组织中主要以大量富Ｍｎ独立硬化相分布于晶界或晶界附近,少数贯穿晶粒,Ｍｎ能细化晶粒,减小二次枝晶间距,增加了共析相,加Ｍｎ对抗拉强度影响不大,但塑性,韧性降低较多,另外合金的耐磨性,高温力学性能有大幅度提高,综合性能分析得出ＺＡ２７合金中Ｍｎ的合适加入量为０．５０％～０．７５％。     

含钇ZA—27系列合金相结构特征分析

采用Ｘ－射线衍射分析、拉伸断口扫描电镜分析及微区能谱分析方法，对添加不同钇含量的ＺＡ－２７系列锌合金的析出相进行系统分析和研究。结果表明，当钇含量在０．０３５％ｗｔ范围内，钇主要与铝生成细小、弥散的ＹＡｌ３相。当钇含量达到０．１７％ｗｔ时，合金除了生成ＹＡｌ３相外，有ＹＺｎ１２相生成，随着钇的增加，钇－锌相逐渐增多并长大，当钇含量达到或超过０．５９％ｗｔ时，合金中出现块状的钇－锌相，并有Ｙ２Ｚｎ１７相生成。     

Mn对ZA27合金组织与性能的影响

对加入Ｍｎ的ＺＡ２７合金组织和性能作了研究,结果表明元素Ｍｎ在组织中主要以大量富Ｍｎ独立硬化相分布于晶界或晶界附近,少数贯穿晶粒．Ｍｎ能细化晶粒,减小二次技晶间距,增加了共析相．加Ｍｎ对抗拉强度影响不大,但塑性、韧性降低较多．另外合金的耐磨性、高温力学性能有大幅度提高．综合性能分析得出ＺＡ２７合金中Ｍｎ的合适加入量为０．５０％～０．７５％．     

普通压铸和半固态压铸ZA27合金的显微组织

本文对比考察了普通压铸和半固态压铸ＺＡ２７合金的显微组织，对两种工艺条件下合金组织的形成过程以及结晶过程中的溶质再分配作了分析。     

RE对ZA—27合金组织和性能的影响

为进一步提高ZA-27合金的耐磨性,研究了RE对其组织和性能的影响。实验结果表明;RE使这种合金的晶粒细化,二次枝晶臂间距缩短,α相面积百分数略有增加。加入RE量大于0.1％时,基体中出现含RE硬质点,其形貌随RE加入量的提高而变化。RE的上述行为使ZA-27合金的强度和硬度略有提高,韧性降低,在润滑条件下的耐磨性可大辐度提高。