鎳對高鋁鋅合金組織和性能的影響

趙 琳

（山西省機電設計研究院，山西 太原 030009）

0 引言

高鋁鋅合金是一種在國內外發展很快的新型合金，近幾年因為其價廉、節能、質優的特性，其應用范圍日益廣泛。但是高鋁鋅合金還具有塑性差、耐熱性和耐磨性低的缺點，為了改善它的性能，提高它的使用性，人們在ZA-27中加入鎳元素，以此來提高它的耐磨性和耐熱性。本文重點對鎳對高鋁鋅合金組織和性能的影響進行分析。

1 鎳對ZA-27合金組織的影響

鎳以A1-10%Ni中間合金形式加入，在金屬型內制取拉伸試樣，模型預熱溫度為230℃～260℃。在ZA-27合金中添加鎳后，可使原始組織得以細化，鎳相以花狀存在于晶界和晶粒內部。用電子探針分析鎳相，可知其是以化合物NiAl3為基的固溶體。NiAl3熔點較高，并且與ZA-27合金初生富鋁相α的晶面與晶向存在以下關系：（110）NiAl3／／（OTL）α和（TTI）NiAl3／／［100］α，晶格不配度也比較小，所以部分NiAl3充當α相的外來晶核，另一部分NiAl3與液相發生共晶轉變。以NiAl3為基的固溶相的形貌見圖1 ，利用電子顯微鏡鏡可分析發現添加鎳使ZA-27合金晶內偏析加劇。

2 鎳對ZA-27合金機械性能的影響

鎳含量對ZA-27合金常溫機械性能的影響見圖2 ，可見適量鎳可以提高ZA-27合金的綜合機械性能。其原因是鎳的｛100｝晶面族與鋅的｛10T0｝晶面族有較好的共格對應關系，即對富鋅相起了固溶強化作用，另一方面NiAl3使ZA-27合金組織得以細化，但當鎳的質量分數超過0.5%后，就會產生大量的以NiAl3為基的固溶相凌角枝晶顆粒，對基體起割裂、脆化作用，使合金的常溫強度和塑性下降。

圖1 以NiAl3為基的固溶相形貌