RE對Al-Si-Cu壓鑄鋁合金組織與性能的影響.pdf

1、Al-Si-Cu鋁合金具有良好的流動性能、密度低、熱穩(wěn)定性好、耐磨等優(yōu)點，常作為鑄造鋁合金廣泛應(yīng)用于汽車、輪船、軍工等領(lǐng)域。但是鑄造鋁合金普遍韌性較差，為進一步提高合金韌性，本文以ADC12壓鑄鋁合金為研究對象，分別單獨添加0-2％的稀土Y、Ce和Nd，對ADC12合金進行變質(zhì)細化及進行后續(xù)的熱處理；降低Cu和Fe含量、略微提商Mn和Mg含量，制備Al-xSi-0.55Cu-0.85Y-0.45Mn-0.45Mg-0.35Fe(x=7.

2、5，8.5，9.5wt%)合金。采ICP、XRD、OM和SEM進行相組成和組織分析，萬能材料拉伸試驗機、螺旋流動模具和沖擊試驗機對比合金的室/高溫拉伸力學性能、流動性能和沖擊韌性，從而確定最佳的合金化元素類型、含量和熱處理工藝參數(shù)，建立合金成分與組織、性能之間的內(nèi)在關(guān)系，為高韌性壓鑄鋁合金的開發(fā)提供理論依據(jù)。主要結(jié)果如下：
　?。?）ADC12-xRE合金由a-Al、共晶Si、Al2Cu、Al8SiFe2相及Al-RE相組成。Y、

3、Ce和Nd三種稀土元素對ADC12合金具有一定的變質(zhì)效果，變質(zhì)效果為Y最佳，Ce次之，Nd最差。當Y為0.85%時，ADC12合金變質(zhì)效果最佳，合金鑄態(tài)組織細化最顯著。不僅使初生a-Al由粗大樹枝晶轉(zhuǎn)變?yōu)榧毿“麪罹Ш偷容S晶，而且使針狀共晶Si轉(zhuǎn)變?yōu)榧毿±w維狀或顆粒狀，分布更均勻，等軸晶和顆粒狀的共晶Si硅數(shù)目大大增加，同時生成Al3Y新相；此時合金的鑄態(tài)流動長度、室溫抗拉強度、伸長率和沖擊韌性分別為1541mm，225MPa，3.5%和

4、10.8J/cm2，而鑄態(tài)ADC12合金流動長度、室溫抗拉強度、伸長率和沖擊韌性分別為1287mm，188MPa，1.5%和3.8J/cm2。
　?。?）經(jīng)過520℃保溫8h熱處理后，ADC12合金的組織被細化，抗拉強度為205MPa，伸長率為1.5%，沖擊韌性為7.4J/cm2；而ADC12-0.85Y合金組織中共晶硅相顆粒發(fā)生長大，抗拉強度降低，伸長率提高，沖擊韌性大幅提高，與鑄態(tài)ADC12-0.85Y合金相比，材料韌性顯著提