铝青铜的性能组织
1、新型高铝青铜试样为铸态和热处理态,其主要化学成分为14.2%Al、3.5%Fe、0.6%Mn、0.4%Ni、0.8%Co、0.2%Zn、0.06%稀土、余量Cu。铸态铝青铜(QAl9-4)主要化学成分为9.2%Al、3.6%Fe、余量Cu。
2、试验材料用中频炉熔炼,1200℃出炉,1150℃浇注,砂型铸造成型。高铝青铜的热处理工艺为920℃×2h(油淬)+580℃×3h(空冷)。金相试样尺寸为10mm×10mm×10mm;磨损试样尺寸为50mm×25mm×10mm,表面粗糙度Ra=0.4μm。用电子探针定点测定试样的微区成分;用X射线衍射仪测定试样的相组成;用金相显微镜观察组织形貌;用标准定量金相法测定κ相的相对含量；通过电解深浸蚀法制样,用扫描电镜拍摄试样中相的立体形貌。3、用洛氏硬度计测定各相显微硬度;用往复式磨损试验机进行磨损试验,偶件为6mm的Si3N4陶瓷球,磨痕长度为40mm,往复频率为50r/min,磨损的总行程480m,载荷为15～29N。磨损量由磨损质量损失法求得,并用2201型表面形貌仪测定磨痕宽度进行复验,所有磨损试验数据均为3次试验结果的平均值。
铝青铜的磨损性能
1、高铝青铜与铝青铜在干摩擦状态下的磨损量与载荷的关系,磨损量均随载荷的增大而增加,呈线性关系,符合Rabinowicz的磨粒磨损简化模型。对于高铝青铜来说,不论是否经过热处理,磨损量都比相同条件下铝青铜的磨损量小得多,说明在干摩擦条件下。
2、高铝青铜由于具有更高的硬度和强度(σb=564MPa),因而具有更好的耐磨性能。高铝青铜热处理后的耐磨性比铸态有所提高,这是因为κ相虽有减少,但Fe转移到基体中使基体得到强化,硬度增加从而提高了整体材料抗犁削的能力。
3、Rabinowicz式指出磨损失重与硬度成反比。测得载荷从15N到29N的高铝青铜铸态和热处理态的平均质量损失为7.45mg与6.73mg,其比值为1.14,两者基体的显微硬度为190HV0.2及220HV0.2,比值的倒数为1.16，表明铝青铜耐磨性的提高是材料硬度增加的结果，铝青铜与Si3N4球磨损的机制符合磨粒磨损的特点。
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