快速凝固稀土中間合金對高鎂鋁合金組織和性能的影響.pdf

1、Al-12Mg合金作為一種特殊的高鎂鋁合金,因其具有較高的耐蝕性、高強度、可切削加工性等優(yōu)點,長期以來也一直應用于國防。隨著科技的發(fā)展進步,也對這種常規(guī)的軍用材料提出了更高的要求,因此有必要采用非常規(guī)的手段來獲得一種性能優(yōu)越的新材料來滿足工業(yè)的需要。微合金化是提高鋁合金綜合性能的有效方法之一,本文將快速凝固技術與微合金化二者統(tǒng)一起來,并將其運用到了鑄造鋁合金中。
　　 本文通過改變合金元素的加入量,分別采用了布氏硬度測試(HB)

2、、X射線衍射分析(XRD)、掃描電鏡(SEM)與能譜分析(EDS)、差熱分析(DTA)、金相顯微組織觀察(OM)等分析測試手段,研究了不同合金元素Zr、Er單獨加入及復合加入對Al-12Mg合金微觀組織及力學性能的影響,重點研究了添加快速凝固Al-RE(Ce,Y)中間合金對Al-12Mg-0.2Zr-0.2Er合金的影響,對合金試樣進行了顯微組織觀察和性能檢測,并與加入普通塊狀Al-RE合金的試樣進行對比。單獨加入微量元素Zr、Er和復

3、合加入Zr、Er均能不同程度地細化合金鑄態(tài)組織并提高其抗拉強度。單獨添加0.2％Zr,可使合金抗拉強度提高36MPa,提高了18％;單獨添加0.2％Er合金抗拉強度的提高29MPa,提高了15％;以復合形式添加0.2％Zr和0.2％Er時合金抗拉強度提高66MPa,提高了34％。且復合添加對鑄態(tài)組織的細化作用要優(yōu)于單獨添加的效果。綜合分析得出Al-12Mg-0.2Zr-0.2Er四元合金性能最優(yōu)。添加快速凝固態(tài)Al-RE(Ce,Y)合金

4、,與添加塊狀中間合金的試樣相比,具有更好的效果:組織中出現(xiàn)較明顯的新相,呈四方形或者發(fā)散纖維狀鑲嵌于晶界周圍,共晶組織β相被打斷,呈網(wǎng)狀或斷續(xù)的孤島狀,分布在基體中。加入快速凝固態(tài)Al-RE(Ce,Y)中間合金的試樣其力學性能要優(yōu)于加入普通常規(guī)態(tài)中間合金。未加入的稀土中間合金的Al-Mg合金的室溫抗拉強度為258MPa,而加入稀土的合金的抗拉強度隨其含量整體呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。添加不同狀態(tài)的Al-Ce中間合金,當添加量為0.8％時抗

5、拉強度最大,添加快凝態(tài)的合金抗拉強度提高了23％,而添加常規(guī)態(tài)的提高了10％。而加入不同狀態(tài)Al-Y合金,其抗拉強度在稀土添加量為0.6％時最大,分別提高了28％和13％。這主要由于快速凝固狀態(tài)中間合金為微晶或者非晶態(tài),自由能較高,處于亞穩(wěn)態(tài),加之快速凝固薄帶的遺傳性,將自身所特有的晶粒細小的特性保留到了合金中,從而具有良好的性能。但在稀土含量超過各自的臨界值后,各自的力學性能出現(xiàn)了不同程度的降低。添加快速凝固態(tài)Al-RE(Ce,Y)的