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新型Al-Zn-Cu-Si合金轴瓦材料研究
| 论文题名： | 新型Al-Zn-Cu-Si合金轴瓦材料研究 |
| 关键词： | 轴瓦材料;铝基合金;摩擦试验;BP网络 |
| 摘要： | 轴瓦的作用主要是减少摩擦副之间的磨损,广泛用于汽车发动机之中。早期的轴瓦材料一般为巴氏合金和铜基合金,近年来,铝基合金表现出了优异的综合性能,有逐渐取代巴士合金和铜基合金的趋势。 传统的铝基合金轴瓦通常含有铅和锡,铅污染环境,锡比重大而且价格昂贵,为了研制质轻价廉、不含铅和综合性能更为优异的合金轴瓦,本课题以铝为基体,以含量分别为1％-4％锌、3％-6％铜、0.25％-1％硅作为合金添加元素,通过正交试验设计不同的成分配比及浇铸工艺,制备出多组合金轴瓦试样;对试样进行摩擦性能测试试验,找出稳定磨损阶段磨损率最小的合金试样编号,并对具有典型特征的三组合金试样微观组织进行了金相显微组织观察和析出物成分鉴定;以合金材料的耐磨性和力学性能为优化目标,通过BP网络建模得到理论上的最佳性能参数和与之相对应的成分配比与浇注工艺,为后续进一步的试验和研究提供参考价值。 通过摩擦测试试验,得出十六组摩擦试样的磨损规律基本一致,磨损率先上升后逐渐趋于平稳,试样在经过240min的摩擦后达到稳定磨损阶段,其中第十四组为稳定磨损阶段磨损率最小的一组。 通过金相显微组织观察,在试验范围内,发现随着晶界上析出物数量的增加、网状结构的形成,合金的耐磨性有所提高;通过扫描电镜析出物成分鉴定和组织观察发现,在试验范围内,呈网状结构均匀分布的析出硬脆相如CuAl2等能提高合金的耐磨性。 以合金轴瓦的磨损率、屈服强度、抗拉强度和延伸率为优化目标,通过BP网络建模,建立一个关于磨损率、屈服强度、抗拉强度和延伸率的目标函数,据此目标函数的值最小时,确定最优性能分别为:抗拉强度为223.2MPa、屈服强度96.76Mpa、延伸率31.07％、稳磨阶段平均磨损率1.36×10-4,与此相对应的合金成分和浇铸工艺:Zn为4％、Cu为5.31％、Si为0.25％、保温时间为69.67分钟,可作为后续试验方案调整的理论依据。 |
| 作者： | 王小刚 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 李立新 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉科技大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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