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铝锌合金轴瓦材料微观组织与力学性能研究
| 论文题名： | 铝锌合金轴瓦材料微观组织与力学性能研究 |
| 关键词： | 轴瓦材料;铝锌合金;力学性能;微观组织;神经网络 |
| 摘要： | 轴瓦是现代内燃机中一种重要的滑动轴承,是发动机中非常重要的摩擦易损件,与发动机曲轴,活塞销,凸轮轴及汽车底盘上的某些轴类零件组成重要的摩擦副。而铝基合金是目前最有前途的轴瓦材料。国内主流轴瓦合金材料均含有较多的锡及一定量的铅。一方面,由于锡的世界年产量不过24～25万吨,且用途广泛；另一方面,铅在合金熔铸过程中会产生危害人体健康的有毒气体,非常不环保,所以,为了缓解锡的世界性资源短缺的矛盾,降低轴瓦制造成本以及保护环境的需要,越来越多的研究者开始研制无铅少锡的铝锌合金轴瓦材料。通过正交化实验设计,以Zn、Cu、Si元素添加量和保温时间为实验变量,经过配料,熔融,保温,浇铸等工序制作出16组实验试样,之后每组试样又分别制成拉伸试样和金相试样,最后进行合金力学性能测试,得到各试样的力学性能。 在金相显微镜下观察,发现在铝基体上弥散分布着点状第二相析出,另外在晶界上的析出物大部分以网状的形态连续或不连续分布,点状第二相的分布较多的合金塑性较好,第二相以连续网状析出的合金抗拉强度和表面硬度高。 通过扫描电镜观察和化学成分定性分析,发现合金的微观组织中铜的第二相析出物大部分铜铝和铜铝硅的金属间化合物,析出物的成分和形态影响合金的宏观力学性能。分析综合力学性能较好的试样的微观组织,研究微观组织与力学性能间的关系。 本课题致力于研究锌含量1％-4％,硅含量0.25％.1％,铜含量3％-6％,余量为铝的新型铝锌合金轴瓦材料。为了确定各合金添加元素对力学性能的影响,建立BP神经网络,通过训练,使变量的相关系数R=1,然后通过对未实验部分数据进行预报,绘制出元素添加量与力学性能关系曲线。为了定性得到最佳实验配比,将材料的抗拉强度,塑性延伸率,屈服强度,洛氏硬度作为参数,通过加权的方式得到一个优化目标函数,通过遗传算法寻得最优参数使得目标函数值最大。优化设计后,铝锌合金轴瓦材料的硬度、强度、伸长率及屈服强度的指标分别达到HRB80、223.9282MPa、31.6964％和96.6450MPa。 |
| 作者： | 汪蓓 |
| 专业： | 材料工程 |
| 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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