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本文采用普通熔铸法制备了Zn含量分别为12%、14%、16%和18%的四种Al-Zn-Cu合金,并对合金在120℃下时效处理2h。利用SEM、XRD和EDS等手段相结合对合金的组织与相组成进行了表征;采用力学性能试验、电化学腐蚀试验和摩擦磨损试验对合金的性能等进行了测试;运用SEM对断口和磨损面形貌进行了分析。根据试验结果,系统研究了Zn含量和固溶处理对Al-Zn-Cu合金组织与性能的影响,探讨了高锌Al-Zn-Cu合金的断裂机制、电化学腐蚀机制和摩擦磨损机制。本文得到的主要结论如下: 1) Zn含量分别为12%、14%、16%和18%的四种Al-Zn-Cu合金铸态组织均由固溶体α-Al相和晶界上的金属间化合物相θ-(Al,Zn)2Cu组成。随着Zn含量的增加,θ-(Al,Zn)2Cu相所占的体积分数增加,并在晶界上逐渐形成完整的网状结构。除少部分与Al和Cu元素形成晶界上的金属间化合物相θ-(Al,Zn)2Cu外,加入的大部分Zn元素以固溶体形式存在于固溶体α-Al相的晶界附近。 2)时效处理后,四种不同Zn含量的Al-Zn-Cu合金显微组织的组成相未发生明显变化,但各相的相对含量发生了细微的变化。经时效处理后,部分θ-(Al,Zn)2Cu相发生分解,且固溶体α-Al相晶粒发生了轻微的长大。 3) Al-Zn-Cu合金的抗拉强度与合金中添加的Zn含量成正比,延伸率与Zn含量成反比,而硬度值则与Zn含量的关系不明显。经时效处理后,合金的抗拉强度和延伸率都增加,而硬度则略有下降。Al-Zn-Cu合金的断裂机制为韧窝状断裂和晶间撕裂,但晶间撕裂占主导地位。 4) Al-Zn-Cu合金中Zn含量越高,合金的自腐蚀电位Ecorr逐渐越低,合金的耐腐蚀性能越差。经时效处理后,合金的自腐蚀电位Ecorr虽较同样Zn含量的铸态合金有所提高,但仍低于纯Al,表明Zn的加入对合金的电化学腐蚀性能是不利的。 5) Zn含量的高低对铸态或时效态Al-Zn-Cu合金的摩擦系数有一定影响,能提高合金的耐磨性;与铸态合金相比,时效态合金的耐磨性略有下降。总体上讲,在本文研究范围内的Al-Zn-Cu合金,无论其Zn含量如何或处在何种状态,其耐磨性均明显高于纯Al。Al-Zn-Cu合金的磨损机制为粘着剥落和磨粒磨损,其中磨粒磨损占主导地位,且随着Zn含量的增加,粘着剥落逐渐减轻。