稀土熔剂对铝熔体及其合金力学性能的影响

基于吸附净化原理研究稀土熔剂对铝熔体的精炼效果,并采用光学显微镜、扫描电镜和力学性能测试等手段,研究复合熔剂对铝熔体净化及其合金力学性能的影响。研究表明:含氯化盐68.9%、碳酸钙8.6%和氟化镧5.1%的复合熔剂对铝熔体净化处理效果最好,合金试样中的孔隙度由8.25%降至1.32%,硬度由HB91.7提高到HB99.3,延伸率由0.53%提高至1.12%,抗拉强度由113.9 MPa达到229.0 MPa。

Co元素对Al-10Si-1.5Fe合金显微组织和力学性能的影响

在Al-10Si-1.5Fe合金中添加不同含量的钴元素,研究了钴元素对合金中富铁相的影响。研究表明,钴元素可以有效使针状富铁相组织变质,且随着钴含量的增加,针状β相逐渐转变成小块状的α-Al 15(Fe,Co)3Si 2相结构,在Co/Fe物质的量比为1.5时,针状Fe相基本消失,含Fe相平均长度达到最小值(15.4μm),细化效果最好,且其抗拉强度达到最大值(152.7 MPa),断后延伸率最大值为1.58%,相比未添加Co的原始合金分别提高了66.8%和61.2%。随着钴元素的过量加入,小块状富(Fe,Co)金属间化合物发生团聚,且有白色丝状富Co相Al 3Co析出,导致合金性能下降。由此可见,在基体中添加Co,Co会与含Fe化合物中的Fe元素发生置换反应,形成多种不同的金属间化合物,同时不同的Co含量也会对金属间化合物的形貌产生影响。

稀有元素Er对Al-Si-Fe-Co合金组织与性能的影响

利用OM,SEM/EDS、XRD、室温拉伸及磨损等试验研究了稀有元素Er对Al-Si-Fe-Co合金组织和性能的影响。研究表明,Er元素可有效细化Al-Si-Fe-Co合金的富铁第二相;当添加量为0.5%时(质量分数,下同),α-Al晶粒细化,共晶硅细化效果最佳,其抗拉强度为160.8MPa,延伸率为1.89%,相比于未添加Er的合金分别提高了5.0%和19.6%。但是,当过量添加Er元素时,会析出针状Al3Er相,对块状富铁相的变质效果弱化,并使合金的强度和塑性降低。同时,随着Er含量增加,使得第二相组织的分布更为均匀,并导致合金的硬度上升,磨损率和摩擦系数出现下降。

Si含量和热处理制度对铸造Al-Si合金组织和性能的影响

为提高铸造Al-Si合金的力学性能,研究了Si含量和热处理制度对Al-Si合金组织和性能的影响。结果表明,Si含量、固溶冷却介质、固溶温度、时效时间、时效温度对Al-Si合金硬度的影响依次减小。Al-Si合金的最优Si含量及热处理制度为Si含量12%,480℃固溶120 min,盐溶液冷却及175℃时效90 min。随着Si含量的增加,Al-Si合金硬度和抗拉强度提升;但当Si含量超过共晶点时,方块状初生硅相析出,易形成应力集中使得合金强度降低,断裂方式由韧性断裂变为解理断裂。铸态Al-Si合金中共晶硅为长针状,经最优工艺热处理后,长针状转变为短棒或颗粒状,共晶硅更加分散,在拉伸过程中应力集中减少,位错运动阻力增加,使得Al-Si合金的力学性能提高。