汽车同步器齿环用HAL62-4-3-0.1合金组织与性能的研究

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采用立式连铸方法成功制备了HA162-4-3-0.1复杂黄铜合金,借助Gleeble-1500热模拟实验机和相应的分析软件,采用压缩法研究了合金的热变形流变力学行为,并对合金进行热处理工艺优化正交实验,利用MHK-500型磨损实验机检测了合金在不同摩擦条件下的摩擦磨损性能,并运用金相显微镜、扫描电子显微镜、微探针、透射电子显微镜等分析手段,系统深入地分析了合金不同状态下的显微组织结构和干摩擦磨损机理。最后得到以下研究结果: 1.合金高温变形时,流变应力随变形速率的增加而增加,随温度的升高而减小。在低变形速率时,流变应力曲线呈现单峰状,硬化—软化过程亦较平缓。而在高变形速率(高于0.5 s-1)下,流变应力很快从峰值降至某一值,然后呈现周期性波动。以一种包含变形激活能Q和温度T的双曲正弦形式的本构模型为基础建立合金高温变形的本构方程,并得到了合金高温变形的材料常数。 2.合金主要由基体β相和少量呈魏氏体形貌的α相以及弥散分布的Mn5Si3硬质相组成。合金中Mn、Si主要以Mn5Si3相的形式存在。且在合金中的Mn5Si3相有杆状和立方体状两种形态。合金铸锭在经过750℃6h的均匀化处理之后组织与性能均得到了一定的改善,均匀化效果良好。热处理工艺正交实验结果表明合金在750℃保温90min后淬火,随后在300℃时效60min后,合金达到最佳强化效果。 3.系统研究了自制实验合金在GCr15钢在干摩擦状态下对磨时的摩擦磨损机理,并与同类复杂黄铜合金磨损情况进行了比较,结果表明:HAL62-4-3-O.合金相较其它同类合金具有优良的耐磨性能。不同磨损条件下磨损机制以粘着磨损为主,存在塑性变形、疲劳断裂和磨粒磨损等形式。通过线性回归拟合,指出合金的摩擦系数μ或磨损率W与负荷P间均较好地满足关系式:W(或μ)=a+bp+cp2+dp3
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