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。

铸造工艺对ADC-12再生铝合金显微组织和力学性能的影响

本文采用钢模浇铸和离心浇铸真空熔炼商用ADC-12再生铝合金,研究铸造工艺对ADC-12再生铝合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明:离心浇铸对ADC-12再生铝合金显微组织和力学性能有良好促进作用,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、轮廓清晰且分布均匀,β-Fe相由粗大长针状转变为聚集的圆球状;相比钢模浇铸样品,离心铸造后凝固组织结构的细化,使得机械性能进一步提高,具体表现在抗拉强度相比钢模浇铸样品提升了37.6%,断面延伸率提高了97.9%;断口分析表明,离心铸造后断裂类型转变为韧脆混合断裂,材料塑韧性得到大幅度增强。实验结果表明在再生铝合金熔炼过程中,离心浇铸工艺可明显提高合金性能,有效改善产品质量。

稀土Y对再生铝合金ADC12含Fe相演变的影响

采用中频感应熔炼炉添加了不同含量的稀土Y对再生铝合金ADC12进行了熔炼。利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等分析了添加稀土Y对再生铝合金ADC12的凝固组织和相组成的影响;分析了凝固组织中含Fe相的形貌演变及分布;分析了再生铝合金的显微硬度和抗压强度。结果表明,稀土Y的加入改变了再生铝合金ADC12中含Fe相的形貌,主要是对β-Fe相起到了变质作用。随着稀土Y添加量逐渐增大,合金凝固组织中析出的β-Fe相由枝晶间偏析聚集到被熔断,尺寸变小,形貌由粗大的树枝晶变成细小的鱼骨状,偏析逐渐改善。当Y含量为0.5wt%时,含Fe相明显细化,组织中的β-Fe相由原来的条状、块状变为颗粒状,且分布均匀;当稀土Y含量增加到大于0.5wt%后,组织中的β-Fe相又由细小的短杆状转变为粗大的长针状。随着Y含量的增加,该合金的显微硬度和抗压强度均先增大后减小,当Y含量为0.5wt%时,合金的力学性能达到最佳:显微硬度为431 HV0.1、抗压强度为585 MPa,较重熔前的合金分别提高了30.2%和21.9%。

冷却速率对再生铝合金ADC12变质效果的影响

冷却速率能够影响再生铝合金ADC12铸件的微观结构,宏观上表现为影响铸件的性能。以锲形铸锭为试样,观察了未添加变质剂时,冷却速率变化对再生铝ADC12的显微组织结构影响情况。另外,分析了当添加了0.3(wt%)的镧铈混合稀土元素时,冷却速率对再生铝合金ADC12变质效果的影响。

ADC12再生铝合金制备与复杂构件成形技术研究

由于传统制备工艺和成形技术无法满足ADC12再生铝合金制备和复杂构件生产需求,为此提出ADC12再生铝合金制备与复杂构件成形技术研究。通过对制备材料的选取、热处理以及冷却凝固实现ADC12再生铝合金制备,对于复杂构件的成形采取模具成形法,利用模具对复杂构件进行定形,实现ADC12再生铝合金制备与复杂构件成形技术研究。

稀土钇对再生ADC12铝合金组织和抗压强度的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、电子万能拉伸试验机等研究了稀土钇对再生ADC12铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：在再生ADC12铝合金中添加稀土钇,可以形成新的金属间化合物Al2Si2Y相,其对β-Fe相有明显的细化作用;随着稀土钇含量的增加,富铁相逐渐细化,当稀土钇的含量为0.2wt%时,β-Fe相由原来的长条状变为短针状,且均匀分布。与此同时,合金的抗压强度达到最大,为446.1 MPa,比未添加钇的合金抗压强度提高了29.43%。

混合稀土对再生铝合金ADC12组织的影响

采用添加混合稀土对再生铝合金ADC12进行变质,讨论了混合稀土La和Ce对再生铝合金ADC12组织的影响。通过金相组织观察、XRD测试、DSC测试等研究稀土元素对合金的变质效果以及变质机理。试验结果表明,稀土元素变质能大大降低再生铝合金ADC12的气孔率以及α-Al和Si相尺寸。添加0.3%的稀土元素时,其平均二次枝晶臂间距为17.9μm,共晶Si的平均长度为12.4μm。该混合稀土元素添加量对合金组织的变质效果比较理想。

基本面短期难以改善——再生铝再陷僵局

当前，面对国内外宏观经济整体下滑，铝需求疲软：电解铝供给势头依然强劲，下游消费行业不振：再生铝行业竞争加剧，铝企亏损范围逐渐扩大，更多企业陷入减产、停产，甚至转型的抉择中。根据铝合金锭价格统计，三季度以来，优质环保ADC12铝合金锭均价仅为16500元／DE，较二季度下跌超过500元／吨，并有进一步下跌的态势。