熔体冷却速度对稀土Y变质A356铝合金微观组织及拉伸性能的影响

对不同熔体冷却速度所制备稀土Y变质A356铝合金的显微组织及拉伸性能进行了研究。结果表明,随着熔体冷却速度的降低,初晶α-Al晶粒变得粗大且分布凌乱,其二次枝晶间距增大;共晶硅由颗粒状、纤维状转变为片状、针状;合金的拉伸性能显著下降,拉伸断口由韧性断裂向脆性断裂转变。稀土Y对熔体冷却速度较敏感,需在较大的熔体冷却速度下才能使共晶硅按变质形态生长。

稀土Y及Al-5Ti-B细化剂复合添加对A356铝合金组织和力学性能的影响

用Al-20Y变质剂和Al-5Ti-B细化剂处理A356铝合金熔体,研究稀土Y与Al-5Ti-B复合添加对A356铝合金组织和力学性能的影响。结果表明:稀土Y和Al-5Ti-B复合添加能提高形核率、细化α-Al晶粒尺寸和改变共晶硅形貌,共晶硅的形貌由针状和板片状变为短杆状和颗粒状,使铸造铝合金的力学性能提高。添加稀土Y和Al-5Ti-B的A356铸造铝合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为146 MPa、98 MPa和4.0%。

稀土镧对A356铝合金组织的变质作用研究进展

组织的变质细化是提高A356铸造铝合金性能的关键。分别从单一La和La联合其他元素组成复合变质剂两种情况叙述了La对A356合金变质作用的近期研究成果,说明La等稀土元素对合金具有显著的变质作用,并探讨以La为主要变质剂最佳的质量百分数、相关工艺和作用机理。

ADC-12再生铝合金稀土Y变质作用研究

本文研究稀土Y不同含量对商用ADC-12再生铝合金的显微组织和力学性能的影响,样品通过真空感应熔炼钢模浇铸。实验证明:稀土Y对ADC-12再生铝合金显微组织和力学性能有良好促进作用。添加稀土Y后,共晶Si相由片状或血小板状转变为网状或点状,α-Al相逐渐变得圆整,且呈现均匀分布状态,β-Fe相由尺寸较大的粗壮针状相变为小尺寸鱼骨状相。但当稀土Y含量增加过峰值时,细化作用逐渐减弱,Al2Si2Y相以粗块状出现在基体中,β-Fe相长大平均面积达到7.04μm^(2),力学性能降低。实验结果表明再生铝合金熔炼过程中,添加0.5%的稀土Y,即可有效改善产品的质量和性能。

混合稀土含量对A356铝合金组织结构的影响

采用金相显微镜、SEM、EDS和差示扫描量热法(DSC)等手段研究混合稀土(RE)合金添加量对Ti-B-Sr联合细化变质的A356铝合金显微组织结构的影响。结果表明:当稀土添加量为0.1%～0.3%(质量分数)时,随着稀土含量的增加,初晶晶胞尺寸、硅相尺寸、二次枝晶臂间距减小,硅相圆整度提高(长径比降低);当稀土添加量为0.3%时,初始α(Al)相的平均枝晶胞尺寸为76μm,二次枝晶间距为11.3μm,Si相长径比为2.13;加入0.1%～0.3%的稀土降低了合金的共晶点温度和初晶α(Al)的形核温度,并减小组织熔化过程中共晶反应的放热量。

镧对A356铝合金变质及其机制的研究

稀土元素具有很多独特的物理和化学性质,在铸造铝合金中添加少量的稀土元素可以起到明显的改性作用。本文利用金相显微镜和XRD研究了金属镧在不同含量,保温时间以及浇铸温度条件下对A356铝合金变质作用的影响。研究结果表明,稀土含量为1.0%变质效果最佳;La具有较长的变质失效时间;浇铸温度对其变质效果影响不大。文中还对稀土元素的变质机制进行了分析和讨论。

富铈混合稀土对A356铝合金凝固组织和力学性能的影响

采用金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和差示扫描量热法（DSC）等手段研究了富铈混合稀土RE加入量对A356铝合金显微组织、凝固特性和力学性能的影响。结果表明,随着RE含量由0.2%增加到0.6%,初生琢-Al相的体积分数增加、二次枝晶臂间距减小,共晶硅呈细小纤维状。添加0.4%RE时,初生琢-Al相的体积分数为56.4%。DSC升温曲线表明,添加0.2%-0.6%RE使得三元共晶反应的峰值温度和熔化焓减小,共晶熔化峰值温度提高。DSC降温曲线表明,随着RE含量的增加,初生琢-Al相形核温度降低,但是稀土化合物相的存在弱化了其细化效果;共晶反应温度随着RE元素的加入降低了1.9-2.8℃。拉伸实验结果表明,添加RE提高了铸态铝合金的抗拉强度和屈服强度,但是降低了合金的伸长率。

Al-5Ti-B和稀土Y复合添加对A356合金半固态凝固组织的影响

采用稀土Y及Al-5Ti-B中间合金对A356铝合金进行细化处理,并用低温浇注技术制备半固态坯料。研究了单独添加Al-5Ti-B和稀土Y以及两者复合添加时对A356铝合金半固态凝固组织的影响。研究结果表明,Al-5Ti-B和稀土Y对A356铝合金半固态初生相的形貌及尺寸均有不同程度的改善。将两者复合添加时,可显著提高合金中初生相的形貌及尺寸,得到细小、圆整且分布均匀的半固态组织,其添加量的最佳组合为0.02%的Ti与0.5%的Y。探讨了两者复合添加对合金凝固组织的细化机理。

Sm对Sr/B复合变质的A356铝合金力学和导热性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、热传导系数测量仪及拉伸试验机,研究稀土元素Sm对Sr/B复合变质的A356铝合金的组织、力学性能和导热性能的影响。结果表明:添加适量的稀土元素Sm对Sr/B复合变质的A356铝合金具有良好的细化作用和变质效果。当合金中的Sm添加量为0.6%时其变质效果最明显,与变质前相比二次枝晶臂间距平均大小由14.3μm降低至9.6μm,α-Al初生相平均晶粒大小由64.9μm降低至42.4μm;此时合金的力学性能也达到最佳,抗拉强度和伸长率分别为203.7 MPa和8.4%,较变质前的试样分别提高20.6%和95.3%;合金的导热系数为159 W/(m·K),力学性能与导热性能均高于商用A356铝合金。

稀土钇对A356铝合金凝固组织和力学性能的影响

制备了不含稀土钇和含0.1%、0.3%、0.5%和0.9%Y(质量分数)的A356铸造铝合金。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、拉伸试验等检测了这些合金的显微组织、拉伸性能和拉伸断口特征。结果表明:与不含钇的合金相比,在添加0.1%Y的A356合金中,α-Al相的二次枝晶臂间距明显减小,共晶硅呈细小的颗粒状;随着钇含量的增加,α-Al相的二次枝晶臂间距增大,但小于未添加稀土钇的A356合金;过多稀土钇的加入导致合金中形成块状稀土化合物,从而大大减小了稀土钇细化A356铝合金组织的作用;添加不同量钇的A356铝合金的抗拉强度和断后伸长率均有不同程度的提高,未添加钇的合金的抗拉强度为164.05 MPa,断后伸长率为4.20%,添加0.1%Y的合金的抗拉强度和断后伸长率为175.55 MPa和6.71%;不含稀土钇的A356合金以解理断裂为主,而含0.1%Y的A356合金拉伸断口有大量韧窝,为韧性断裂。

稀土钇对A356合金显微组织和拉伸性能的影响

运用光学显微镜、扫描电镜和万能电子拉伸试验机等研究了稀土元素钇对A356合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:稀土钇是A356合金的一种优良变质剂,不但能使初生的α-Al晶粒变得圆整细小,二次枝晶间距减小,而且能使共晶硅由粗大的板条状转变为细小的颗粒状或纤维状;当加入0.4%钇后,A356合金的抗拉强度和伸长率分别达到了298 MPa和9.5%,比未添加钇的合金分别提高了29.6%和21.5%。

稀土元素变质A356铝合金的研究进展

总结了目前国内外采用稀土对A356铝合金变质的研究进展,归纳了稀土元素对A356铝合金的变质效果。综合目前的研究结果,结合商业化A356铝合金应用的实际情况,认为采用DOE成分设计方法对相对价廉的二元、甚至多元稀土或稀土与其他元素的复合变质体系进行成分设计是有前景且符合实际的。

稀土La、Nd对A356铝合金组织与性能的影响

在A356铝合金中加入不同含量的稀土元素La、Nd,采用金相分析、拉伸试验、断口分析等手段,研究了添加La、Nd对A356铝合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明,La和Nd能够细化A356铝合金中的α-Al相,缩小合金的二次枝晶臂间距和共晶Si长度,使得粗大的针片状共晶Si向颗粒状转变。加入La和Nd后二次枝晶臂由16.52μm分别减小到5.67μm和7.11μm,共晶Si长度由原来的7.5μm分别减小到1.24μm和2.06μm。抗拉强度明显提高,由原来的158 MPa分别提高到218 MPa和210 MPa。

热处理对混合稀土变质A356合金组织及力学性能的影响

研究了热处理对混合稀土变质A356合金组织及力学性能的影响。结果表明,A356合金经0.5%的混合稀土变质与T6处理后,合金中的共晶Si全部转变成近球形颗粒组织。合金的硬度(HBW)、抗拉强度均达到最大值,分别为98.3和303.5MPa,此时合金的伸长率为7.32%,与0.5%的混合稀土变质未热处理的合金相比,分别提高了64.93%、32.88%和10.91%。合金的断裂形式为韧性断裂,其综合力学性能得到显著提高。

La和Y对细化后A356铝合金显微组织的影响

利用金相显微镜和扫描电子显微镜等设备研究了稀土金属La和Y对经AlTiB和AlSr细化后的A356铝合金α-Al枝晶和共晶Si相显微组织的影响及作用机理。研究表明,金属La和Y加入A356铝合金后以AlSiLa或AlSiY的形式存在于α-Al相晶界中。La和Y不仅对A356铝合金共晶硅相具有明显的变质效果,而且对α-Al晶粒有细化作用。其中Y变质共晶硅和细化α-Al晶粒的效果均优于La。

Sc含量对Al-Si铸造合金组织与力学性能的影响

制备了不同Sc含量的Al-Si系A356铸造铝合金,通过金相显微分析、SEM和拉伸性能测试,研究了Sc含量对Al-Si系铸造合金组织与性能的影响。结果表明,随着Sc的适量增加,合金中α-Al基体得到细化效果增强,大部分共晶硅形态由针片状向颗粒状转变,合金的抗拉强度、塑性、硬度值同步提升。当稀土Sc添加量为0.2%时,对合金组织细化效果最佳,合金抗拉强度、伸长率和硬度等力学性能分别提高了24.7%、47.6%和8.7%。当Sc含量超过0.3%后,作用的效果减弱。