半个多世纪以来,人们对锌合金的注意力大多集中在铸造领域,除了超塑锌合金受到人们关注而外,对其他的变形锌合金注意的就少了。后来,发现钛对锌合金有良好影响,以及高强度抗蠕变Zn-Cu-Ti合金熔炼工艺、加工工艺的掌握,打破了锌合金不能作为结构材料使用的观念铜在锌中通过包晶反应生成:相外,还通过包晶反应(L+8一m)生成固溶体n相。铜在锌中的溶解度变化较大,在424℃为(最大)2.68%,400℃为2.4%,300℃为1.5%,200℃为0.8%,100℃为0.3%,20℃仅有0.2%。Zn-Cu合金虽然铜在锌中固溶度随温度变化较大,时效硬化倾向不显著。但是,合金由高温缓慢冷却时,将有:相析出,伴随着明显的体积变化,使合金性能、尺寸也发生变化。Zn-Cu合金体积变化的大小与晶粒分布状况有关,轧制、挤压、锻造和铸造的材料体积变化情况各不相同。变形锌合金中,铜能提高强度和塑性,钛与锌为共晶反应,共晶成分紧靠纯锌,钛与锌形成化合物TiZ nys(见图3-30) 。因此, 钛是以细小的TiZ nys相分布, 能细化晶粒, 提高抗蠕变性能和合金的再结晶温度,可避免高温使用时的晶粒粗大化。由于钛和铜的共同作用,能明显改善其物理和力学性能。铜对Zn-0.1Ti合金性能的影响见图3-31。含铜量在(0~1)%范围内对硬度的提高幅度较大,大于1%以后对轧制态合金的硬度提高幅度较小。但是,铜对抗拉强度和屈服强度的影响,在小于1%Cu时随着铜量的增加,其抗拉强度和屈服强度提高;在含(1~3)%Cu时变化不大,若再提高含铜量,抗拉强度和屈服强度继续增加。而铜对Zn-0.1Ti合金伸长的影响,在2%Cu时伸长率最大,高于或低于2%Cu时,伸长率都会下降。
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