Al5TiB变质处理对Zn-6Al-3Mg合金显微组织与力学性能的影响
锌合金是以锌为基础加入其他元素组成的合金,为满足工程上对锌合金强度的要求,在应用中常加入铝、铜、镁、镉、铅、钛等元素。在锌铝合金中加入镁元素时,合金的耐蚀性会有很大的提升。Zn-6Al-3Mg合金镀层的耐蚀性能是纯锌合金镀层的10倍,远高于其他锌铝合金镀层[1]。研究发现[2],在锌铝镀锌合金中加入镁后,镀层耐蚀性能迅速提高。硅使Zn-6Al-3Mg合金镀层表面组织中粗大树枝状富Al相发生明显的细化,使η-Zn相和MgZn2相在镀层表面组织中消失[3]。本课题组[4]的研究表明,当铝的质量分数为6%时,Zn-6Al-xMg合金的抗拉强度和硬度随着镁质量分数增加呈现先增加后降低的趋势,Zn-6Al-3Mg合金的抗拉强度和硬度最高;当镁质量分数为3%时,Zn-yAl-3Mg合金的抗拉强度、延伸率和硬度随着铝质量分数的增加都呈现先增加后降低的趋势,Zn-6Al-3Mg合金的综合力学性能最好。由Al-Ti二元合金相图[5]可知,AlTix化合物在700℃以下可稳定存在,因此铝钛合金可用于锌合金的变质处理。研究表明,钛能有效抑制热浸镀锌层中ζ相的生长,降低镀层中合金相层的厚度[6]。钛对高铝锌合金和铸造镁合金有一定的变质作用,能使合金的显微组织发生明显细化,并改善合金的力学性能[7-8]。Al-2Ti变质剂加入量和变质温度对Zn-6Al-3Mg合金组织和力学性能有明显影响[9],当变质温度为500℃、Al-2Ti变质剂加入量为0.5%时,Zn-6Al-3Mg合金组织中初晶Al-fcc相呈细小颗粒状,其体积分数最小,初晶MgZn2相消失,Zn-6Al-3Mg合金的抗拉强度和伸长率最高。赵启淞等人[10]的研究证实钛可作为锌铝铜镁稀土合金中η-Zn相异质形核点,可改变锌铝铜镁稀土合金的凝固方式,且钛铝化合物分布在晶界上,可抑制共晶组织的生成。迟长志等[11]研究了钛对Zn-4A1锌铝合金组织与性能的影响,认为钛可细化该合金的显微组织,提高其力学性能。本课题组前期研究工作表明,Zn-6Al-3Mg合金经0.3%的Al-1B变质处理后,由于显微组织的变化使合金的抗拉强度、硬度和伸长率都达到最大值[12]。迄今为止,还未见采用Al-5Ti-1B对Zn-6Al-3Mg合金进行变质处理的研究报道,本文开展Al5TiB变质处理Zn-6Al-3Mg合金的显微组织与力学性能研究,对Zn-6Al-3Mg合金的质量控制起到一定的指导作用。
1 实验部分
为了消除微量杂质元素对锌铝镁合金凝固组织与力学性能的不良影响,实验中采用1号锌锭(99.99%,质量分数,下同)、工业纯镁(99.85%~99.95%)和L00工业纯铝锭(99.85%)为原料制备锌铝镁合金,Al5TiB为商业变质剂。
锌铝镁合金的熔炼工艺为:先将石墨坩埚放入井式电阻炉中加热到暗红色,将锌锭、铝锭一起放入坩埚内,当合金处于半固态时把铝箔包好的镁块压入坩埚底部,待镁块完全溶入合金液后将合金液升温至680℃保温5min,然后分别采用质量分数为0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%,0.6%的Al5TiB变质剂对Zn-6Al-3Mg合金进行变质处理。将变质处理的合金液浇入内腔尺寸为φ12mm×100mm、温度为100℃的金属型中得到所需要的合金试棒。
实验测试在正常运行的线路上进行,车辆状态及线路条件均满足标准相关要求。实验测试过程中,测试车厢内处测试人员外,无其他人员,同时车辆的设备均处于正常开启状态,所有车门均处于关紧状态。数据采集过程中,避免鸣笛、制动以及通话等异常因素的影响。分别测试70km/h、90km/h、100km/h车内噪声。试验现场照片如图1所示 。
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图1 拉伸试样尺寸
在离试棒底端10mm的地方截取试样,采用常规方法制备金相试样,采并用4% HNO3酒精溶液对抛光样品进行浸蚀,采用JSM-6510扫描电子显微镜观察试样的凝固组织,用OXFORD-INCA能谱分析仪分析合金中的初生相组成。采用普通车床将锌铝镁合金试棒车削成如图1所示的拉伸试验棒;用WDW-300型微机控制电子万能试验机按GB/T 228—2002测试合金的拉伸性能,拉伸速率为2 mm/min。
根据以上内容分析可以看出,以后现代理论为基础的后现代图书馆学对马克思主义的现实理论批评提出了严峻的挑战。后现代图书馆学对中心论的解构促使马克思主义思想权威受到很大影响。后现代图书馆学所主张的反本质、反基础、反中心的观点与马克思主义的基本原则大相径庭。另外,后现代图书馆学所提倡的差异性方法论也对马克思主义理论关于政治、经济及阶级的划分提出了质疑。可以说,在分析和解释后现代图书馆学的理论根据时,传统的马克思主义面临着诸多问题。然而作为新马克思主义,并没有左派思想那样悲观失望的情绪,而是自觉承担起维护马克思主义的历史责任,同时也为后现代图书馆学提供了科学的理论批评工具。
2 结果与讨论
2.1 变质剂加入量对Zn-6Al-3Mg合金凝固组织的影响
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图2 不同Al5TiB加入量Zn-6Al-3Mg合金的凝固组织
自2017年1月1日起,A快递企业开始实施上述4Ps营销组合策略优化方案,实施状态良好。为了更好地对比分析方案实施效果,取2017年全年数据与2014年、2015年、2016年进行了对比。对比情况如表1所示。
2.2 变质剂加入量对Zn-6Al-3Mg合金力学性能的影响
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图3 Zn-6Al-3Mg合金抗拉强度与Al5TiB加入量的关系
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图4 Zn-6Al-3Mg合金延伸率与Al5TiB加入量的关系
总之,在新形势下,高校毕业生就业是一项内容十分广泛的系统工程。需要来自个人、学校、家庭、社会的共同努力。高校辅导员作为高校就业体系的中坚力量,更要充分认识到自身在高职院校毕业生中的重要作用,根据学生的特点,高度关注就业工作,不断探索就业工作的规律和科学方法,给毕业生提供有效的就业指导。
根据2.1节的实验结果可知,当Al5TiB加入量为0.1%时,Zn-6Al-3Mg合金组织中Al-fcc相尺寸明显减小,颗粒数量明显增多,MgZn2相和Al/MgZn2二元共晶组织消失,Zn-hcp相明显减少;当Al5TiB加入量为0.2%时,凝固组织中出现粗大的Al/MgZn2二元共晶组织和Al-fcc相颗粒,Zn/Al/MgZn2三元共晶组织所占比例有所减少但是明显变粗;当Al5TiB加入量继续增加到0.4%时,虽然存在粗大的Al-fcc相颗粒,但是Zn/Al/MgZn2三元共晶组织明显变细;当Al5TiB加入量为0.6%时,Al-fcc相以均匀颗粒状分布于合金组织中,且Zn/Al/MgZn2三元共晶组织最为细小。因此,从合金显微组织的角度来看,当Al5TiB变质剂加入量为0.1%和0.6%时,变质效果较好。Al5TiB变质处理细化Zn-6Al-3Mg合金中初生相(Al-fcc、Zn-hcp和MgZn2相)或共晶组织,其主要原因是Al5TiB变质剂中的Al3Ti和TiB2粒子能作为Al-fcc相的非均质晶核,有效促进了Al-fcc相的形核,使其相颗粒数量增多和尺寸减小,进而抑制初生Zn-hcp和MgZn2相的形成与生长。综上所述,当Al5TiB加入量为0.1%和0.6%时,对初生Al-fcc和Zn-hcp相的细化效果最好;当Al5TiB加入量为0.6%时,对合金中共晶组织的细化效果最好。
图3是Zn-6Al-3Mg合金抗拉强度与Al5TiB加入量之间的关系曲线,由图3可见,随着Al5TiB变质剂加入量的增加,Zn-6Al-3Mg合金的抗拉强度呈现先明显升高再缓慢下降然后再急剧上升的趋势。未经Al5TiB变质处理的Zn-6Al-3Mg合金的抗拉强度最低,当Al5TiB加入量为0.1%时,变质处理后Zn-6Al-3Mg合金的抗拉强度明显提高;当Al5TiB加入量为0.2%时,合金的抗拉强度比加入0.1%Al5TiB时有所降低,但仍高于未变质合金的抗拉强度;随后随着Al5TiB加入量的进一步增加,合金的抗拉强度呈现显著提高的趋势。
2.3 讨 论
图4是Zn-6Al-3Mg合金的延伸率与Al5TiB变质剂加入量之间的关系曲线,由图4可见,随着Al5TiB变质剂加入量的增加,Zn-6Al-3Mg合金的延伸率呈现先急剧升高再明显下降然后再缓慢上升的趋势。未经变质处理的Zn-6Al-3Mg合金的延伸率最低,当Al5TiB加入量为0.1%时,变质处理后Zn-6Al-3Mg合金的延伸率急剧升高;当Al5TiB加入量为0.2%时,合金的延伸率比加入0.1%Al5TiB时有明显降低,但仍远高于未变质合金的延伸率;随后随着Al5TiB加入量的进一步增加,Zn-6Al-3Mg合金的延伸率呈现缓慢提高的趋势。
图2是经过Al5TiB变质处理前后Zn-6Al-3Mg合金的凝固组织,由图2(a)及SEM/EDS分析可知,未经Al5TiB变质处理的Zn-6Al-3Mg合金凝固组织主要由粗大Al-fcc相、Zn/Al和粗大Al/MgZn2二元共晶组织以及Zn/Al/MgZn2三元共晶组织组成,并伴有少量粗大的Zn-hcp相和MgZn2相。图2(b)是Al5TiB加入量为0.1%时Zn-6Al-3Mg合金的凝固组织,主要为Al-fcc相、Zn/Al二元和Zn/Al/MgZn2三元共晶组织,另外还有少量的Zn-hcp相。由图2(b)可见,Al-fcc相尺寸明显减小,颗粒数量明显增多;此外,变质处理后Zn-6Al-3Mg合金中的Zn-hcp相尺寸减小且数量减少,MgZn2相和粗大Al/MgZn2二元共晶组织基本消失,但是Zn/Al二元共晶组织数量明显增多,且层片有所细化。当Al5TiB加入量为0.2%时,如图2(c)所示,Zn-6Al-3Mg合金凝固组织中除了存在部分粗大的Al-fcc相颗粒和Zn-hcp相以外,合金中出现了MgZn2相和较多的粗大Al/MgZn2二元共晶组织。与Al5TiB加入量为0.1%时相比,合金中Al-fcc相和Zn/Al/MgZn2三元共晶组织的数量有所减少,但却发生明显粗化。如图2(d)中所示,当Al5TiB加入量为0.4%时,凝固组织中存在少量粗大Al-fcc相颗粒和Zn-hcp相,Zn/Al/MgZn2三元共晶组织数量明显增多,但该共晶组织明显细化;此外,还出现了粗大MgZn2相。当Al5TiB加入量为0.6%时,如图2(e)所示,合金凝固组织主要为非常细小的Zn/Al/MgZn2三元共晶组织和较多均匀分布的颗粒状Al-fcc相;此外,伴有少量的Zn-hcp相、细小的MgZn2相和Al/MgZn2二元共晶组织。
Al5TiB变质处理后Zn-6Al-3Mg合金抗拉强度和延伸率的变化与合金凝固组织的变化密切相关,当该合金未经过变质处理时,由于组织中存在大量粗大的Al-fcc相、Zn-hcp相和粗大的Al/MgZn2二元共晶组织,因此合金的抗拉强度和延伸率最低。当Al5TiB的加入量为0.1%时,由于合金凝固组织中Al-fcc相尺寸明显减小,相颗粒数量明显增多,也由于合金中粗大MgZn2相的消失和粗大Zn-hcp相数量减少,使得合金的抗拉强度和延伸率明显升高。当Al5TiB加入量为0.2%时,由于Zn-6Al-3Mg合金凝固组织中合金中Al-fcc相、Al/MgZn2二元和Zn/Al/MgZn2三元共晶组织较粗,使得合金的抗拉强度和延伸率有所下降。当Al5TiB加入量增加到0.4%时,由于Zn-6Al-3Mg合金凝固组织中Zn/Al/MgZn2三元共晶组织的明显细化,完全抵消了粗大Al-fcc相和Zn-hcp相的不利作用,使合金的抗拉强度明显升高,同时使合金的延伸率缓慢上升。当Al5TiB加入量为0.6%时,由于合金凝固组织中主要由非常细小的Zn/Al/MgZn2三元共晶组织和较多均匀分布的细小颗粒状Al-fcc相组成,使合金抗拉强度显著增加的同时使该合金的延伸率进一步得到提高,因此Zn-6Al-3Mg合金的综合机械性能最好。
3 结 论
1) 当Al5TiB加入量为0.1%和0.6%时,对初生Al-fcc和Zn-hcp相的细化效果最好,且当Al5TiB加入量为0.6%时,对合金中共晶组织的细化效果最好。
2) 未经过变质处理的Zn-6Al-3Mg合金的抗拉强度最低,随着Al5TiB变质剂加入量的增加,Zn-6Al-3Mg合金的抗拉强度呈现先明显升高再缓慢下降然后再急剧上升的趋势。
3) 未经过变质处理的Zn-6Al-3Mg合金的延伸率最低,随着Al5TiB变质剂加入量的增加,Zn-6Al-3Mg合金的延伸率呈现先急剧升高再明显下降然后在缓慢上升的趋势。
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