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    在鑄造鋅合金中輔助強化元素和雜質元素以及有關工藝措施的影響作用


    在標準GB/T1175中,屬于鑄造鋅合金的有ZA4-1、ZA4-3、ZA6-1、ZA8-1、ZA9-2、ZA11-1、ZA11-5、ZA27-2。


    在鑄造鋅合金中,鋁是主合金化元素。在鋅-鋁二元合金中,鋁在鋅中的溶解度較小,在共晶溫度下最大溶解度約為1%,在室溫時約為0.05%,共共晶成分Al含量為ωAl5%,共晶溫度為380℃。在鑄造鋅合金中,加入ωAl2%~4.5%,可以減少熔融的鋅對鋼鐵的侵蝕,同時提高了合金的流動性,還能使晶料細化,提高合金的強度和硬度,加入ωAl8%~30%,合金的力學性能逐漸得到相應的提高,這是由于大量Al的深入在η相中造成了正畸變,大大起著強化作用。


    但鋁的存在會使合金容易造成晶間腐蝕,并且在自然時效過程中產生“老化”現象,即合金的塑性降低以至變脆。


    因此,在鑄造鋅合金中不應忽視銅等其他輔助強化元素和雜質元素以及有關工藝措施的影響作用:


    (1)銅等其他輔助強化元素的影響作用


    銅  往鋅-鋁二元合金中加入的Cu除少量固溶于η相中以外,還形成以CuZn3化合物為基的固溶體ε相,從而使合金強化,并有顯著防止晶間腐蝕的作用。銅還可提高合金的硬度,從而使合金具有良好的耐磨性,此外,還可提高鋅液的流動性。銅的不利作用是促進合金中β相的分解,加速合金的老化過程,以及對鑄件尺寸改變特性影響很大。


    鎂  往鋅-鋁二元合金中加入少量的Mg能固溶于合金中,降低共析轉變溫度,抑制β相的分解,起防止合金老化的作用。此外,還能提高合金抵抗晶間腐蝕的性能,并略有細化晶粒和提高硬度的作用。但加Mg過多會引起鑄件產生熱裂的傾向,一般合金中加Mg在0.1%以下。


    (2)雜質元素的影響作用


    鑄造鋅合金中的雜質元素包括錫、鉛、鎘、鐵、硅等。錫、鉛、鎘在鋅中溶解度極低,甚至在液態鋅中也不溶解,在合金凝固過程中,這些雜質中晶粒周界分布,降低合金的強度及塑性,同時還增加晶間腐蝕傾向。這些雜質元素成分主要來自爐料,因此在熔制配料時應進行嚴格控制。


    鐵與鋅形成硬而脆的化合物FeZn7,降低合金的力學性能,惡化其切削加工性能。鐵來自熔化用的鐵坩堝及工具,應注意保持坩堝和工具表面上涂料隔層的完整。


    硅與鐵一樣,也降低合金的加工性能。


    (3)有關工藝措施的影響作用


    鑄造鋅合金在固態相變(脫溶分解與共析轉變)時,由于冷卻較快和合金元素(Cu、Mg)的作用而受到抑制,從而獲得亞穩定組織。在室溫下,亞穩態會逐漸緩慢地向穩定態轉變而引起鑄件尺寸和力學性能變化。為鑄件尺寸穩定可以進行低溫時效以加速上述轉變。


    但低溫時效會降低合金的力學性能和耐蝕性,因此僅用于對尺寸穩定性要求特別高的零件。
     


    【上一個】 (α+β)型鑄造鈦合金輔助強化元素和雜質元素以及有關工藝措施的影響作用 【下一個】 淺談消失模鑄造中細砂與薄型涂料的技術觀點

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