微量Ce添加对Al-Si-Fe铝合金微观组织及导热性能的影响

随着汽车零部件、通讯和电子产品的发展,其对铝合金的导热性能提出更高的需求,因此急需开发新型高强韧高导热铝合金材料。通过金相显微镜、扫描电镜、涡流电导率仪和万能力学性能测试仪等研究了微量Ce添加对Al-Si-Fe铝合金的微观组织、导电导热性能以及力学性能的影响。结果表明,稀土Ce添加量少于0.05%时对组织没有明显细化,0.07%Ce可以细化铝合金的微观组织,减少二次枝晶臂间距,初生α-Al相由粗大的枝状晶转化成胞状晶。当Ce含量为0.07%时,合金中出现亮白色的块状Al11Ce3相和灰白色针片状β-Al5FeSi相。稀土Ce元素的添加能提高合金的导电和导热性能,当添加0.07%Ce时,合金的导电率和导热率达到最佳值,导电率为36.6%IACS,导热率为153.97 W/(m·K)。随着微量稀土Ce元素的添加,合金的抗拉强度与屈服强度整体变化不大,抗拉强度为144.5 MPa,屈服强度为89.7 MPa,但伸长率有所提升。当添加0.07%Ce时,合金伸长率为4.54%,比未添加Ce时提升26.1%,这是由于微量Ce没有对组织产生足够的细化效果来提高强度,而使共晶Si和富铁相变质与细化,故提高了合金的伸长率。