本文關(guān)鍵詞：稀土改性鑄造Al-Si-Mg合金及其時效特性研究

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【摘要】：稀土元素能顯著改變鑄造Al-Si-Mg合金的組織形貌和力學(xué)性能,在國防、交通、電線電纜、建筑型材中有廣泛的應(yīng)用前景。稀土元素大致以單質(zhì)元素、中間合金以及氧化物等方式引入,其引入方式會對鋁合金改性產(chǎn)生影響,但相關(guān)研究報道較少。鑄造Al-Si-Mg合金一般需要經(jīng)過時效處理以改善其力學(xué)性能,鑄造Al-Si-Mg合金的時效特性研究已經(jīng)比較充分,但有關(guān)稀土改性鑄造Al-Si-Mg合金的時效特性研究相關(guān)報道也較少。本論文研究了稀土鑭引入方式對鋁合金的微觀組織及力學(xué)性能的影響,并對稀土改性鑄造Al-Si-Mg合金的時效特性進行了系統(tǒng)深入的研究。稀土元素的引入方式對合金的改性效果存在明顯差異。以氧化物的方式引入稀土鑭,稀土的引入能對ZL101合金起到一定的細化作用,但對合金并無變質(zhì)效果；添加量較少時,能一定程度強化基體合金,當(dāng)稀土氧化物含量大于0.6%時,合金強度反而直線下降；以Al-La中間合金的方式引入稀土鑭,能顯著細化和變質(zhì)ZL101合金,且合金的硬度也得到顯著提高。XRD分析結(jié)果表明,La203的引入并未改變ZL101合金的物相；以Al-La合金的方式引入稀土后,生成了新的化合物(Al8Si8MgLa2),新形成的化合物聚集在共晶硅和初晶鋁的界面上,引起合金性能的下降。合金經(jīng)固溶、時效后,共晶硅的形貌變化較大,長條狀的共晶硅幾乎全部變?yōu)榍驙詈皖w粒狀。以Al-Ce合金的方式引入稀土Ce對ZL104合金具有明顯的細化效果,當(dāng)添加量為0.6%時,其細化效果最明顯,且硬度明顯提高,但當(dāng)稀土Ce添加量過多時,反而會降低合金的鑄態(tài)及時效硬度。特別是Al-Ce合金添加量為1.6%時,時效過程中其析出相的析出比原始合金反而提前,但改性后合金的熱焓高于ZL104合金的熱焓。稀土元素La、Ce的引入能顯著提高Al-Si-Mg合金的時效硬化作用,當(dāng)Al-La合金的含量為0.5%時其強化作用最佳,Al-Ce合金的含量為0.6%時強化作用最佳。稀土元素La、Ce的引入對鑄造Al-Si-Mg合 遐金的峰值時效時間具有延遲作用,并且隨著稀土元素La、Ce引入量增多,其峰值時效時間延遲的效果越明顯。稀土元素的引入并未改變合金的析出序列,但稀土元素的添加對于合金主要的析出強化相(β"、β')和穩(wěn)定相(Mg2Si)的析出具有延遲作用。隨著稀土La的添加量增多,對ZL101合金的穩(wěn)定相的析出抑制作用越明顯；隨著稀土元素Ce引入量的增多,對ZL104合金的析出相(β"、β'、Mg2Si)抑制作用越明顯。溫度對合金的時效硬化行為有顯著的影響,時效溫度越高,達到時效峰值的時間越短。
【關(guān)鍵詞】：稀土 Al-Si-Mg合金 改性 時效硬度 時效析出序列
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.21;TG166.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 引言10-22
• 1.1 概述10-13
• 1.1.1 鑄造鋁合金的概述10-11
• 1.1.2 鑄造Ai-Si-M合金的概述11-13
• 1.2 稀土改性鋁合金的研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 稀土改性方式及種類13
• 1.2.2 稀土鋁合金的改性效果13-15
• 1.2.3 稀土改性鋁合金的改性機理研究15
• 1.2.4 稀土改性鋁合金的應(yīng)用15-16
• 1.3 鑄造鋁合金時效問題的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3.1 鋁硅鎂系合金時效問題的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3.2 稀土改性鋁合金時效問題的研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4 研究背景與意義19-20
• 1.5 研究內(nèi)容20
• 1.6 研究技術(shù)路線20-22
• 第2章 實驗22-26
• 2.1 實驗材料22
• 2.2 實驗過程22-24
• 2.2.1 配料22-24
• 2.2.2 熔煉及澆注成型24
• 2.2.3 熱處理24
• 2.3 測試與表征24-25
• 2.3.1 金相組織觀察24
• 2.3.2 維氏硬度測試24-25
• 2.3.3 X射線衍射分析(XRD)25
• 2.3.4 差熱分析(DSC)25
• 2.4 實驗設(shè)備與儀器25-26
• 第3章 稀土La改性ZL101合金的組織及性能26-40
• 3.1 引言26
• 3.2 實驗26-27
• 3.2.1 合金的制備26
• 3.2.2 測試與表征26-27
• 3.3 結(jié)果與討論27-39
• 3.3.1 稀土La對ZL101合金鑄態(tài)晶粒度的影響27-29
• 3.3.2 稀土La對ZL101合金變質(zhì)效果的影響29-32
• 3.3.3 時效處理后的金相分析32-33
• 3.3.4 稀土La對ZL101合金鑄態(tài)硬度的影響33-35
• 3.3.5 稀土La引入后合金的物相組成35-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 AI-La合金改性ZL101合金的時效特性研究40-51
• 4.1 引言40-41
• 4.2 實驗過程41-42
• 4.2.1 改性合金的熱處理41
• 4.2.2 測試與表征41-42
• 4.3 結(jié)果與討論42-50
• 4.3.1 AI-La合金改性ZL101合金等溫時效硬化行為研究42-47
• 4.3.2 AI-La合金改性ZL101合金的時效析出序列的研究47-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第5章 Al-Ce合金改性ZL104合金及其時效特性51-63
• 5.1 引言51
• 5.2 實驗過程51-52
• 5.2.1 樣品制備51
• 5.2.2 改性合金的熱處理51
• 5.2.3. 測試與表征51-52
• 5.3 結(jié)果與討論52-62
• 5.3.1 Al-Ce合金對ZL104合金鑄態(tài)晶粒度的影響52-54
• 5.3.2 Al-Ce合金對ZL104合金鑄態(tài)硬度的影口向54
• 5.3.3 AI-Ce合金改性ZL104合金等溫時效硬化行為研究54-59
• 5.3.4 A1-Ce合金改性ZL104合金時效析出序列研究59-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻65-68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 周承恩;史志銘;韓英;李競艷;;富鈰混合稀土及鍶對鑄鋁A356組織和力學(xué)性能的影響[J];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年01期

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本文編號：593502