La变质及热处理对Al-7Si-0.44Mg合金组织与硬度的影响

采用实验的方法对Al-7Si-0.44Mg合金进行La变质处理及热处理,分析了时效时间、La变质剂加入量对合金组织及硬度的影响。研究发现:未经La变质处理的Al-7Si-0.44Mg合金宏观组织晶粒较粗大。随着La加入量的增加,合金晶粒明显细化;随着时效时间的延长,共晶硅相和析出相Mg2Si的形貌、大小和分布发生了变化;经La变质后,共晶硅由粗大的长针或片状转变为短杆状或粒状,晶粒明显细化;随着时效时间的延长,Al-7Si-0.44Mg合金发生时效强化,合金硬度增加;La变质剂加入量不同,对Al-7Si-0.44Mg合金的强化效果也不同,当时效温度与时间相同时,La变质剂加入量为0.9%时,对合金的强化效果最好。

稀土元素La变质Al-5Si合金耐磨性能研究

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、维氏硬度计和销盘式摩擦磨损试验机等手段,研究了稀土La变质处理对Al-5Si合金微观组织、维氏硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明:添加了质量分数0.5%La之后,α-Al晶粒和共晶Si相均得到明显细化,大部分α-Al晶粒边界变得圆整,并且共晶Si相呈现弥散分布的细小颗粒状。Al-5Si合金基体的硬度和磨损量分别为68.71 HV和0.1644 g,添加质量分数0.5%La的合金的硬度和磨损量均达到最佳,分别为91.23 HV和0.1191 g,稀土La的加入有效增强了合金的抗磨损性能。不同稀土添加量的合金磨损机制也各不相同,未变质处理的Al-5Si合金主要为剥层磨损,而添加质量分数0.25%La和0.5%La之后,合金的磨损机制转变为磨粒磨损和粘着磨损。

La变质对亚共晶Al-xMg_(2)Si组织及磨损性能的影响

通过摩擦磨损试验研究了经0.4%的La处理的不同Mg_(2)Si含量的亚共晶Al-xMg_(2)Si合金的组织和磨损性能。结果表明,经0.4%的La变质后,合金磨损速率均降低,且磨损速率平稳波动较小;未变质时,合金的磨损机制为疲劳磨损+磨粒磨损+粘着磨损,变质后以粘着磨损为主,伴有氧化磨损+轻微磨粒磨损。由纵截面显微组织和硬度可知,随着硬化层厚度增加,合金的耐磨性增加,经0.4%的La变质后合金硬化层厚度增加,表现出较好的耐磨性,且变质对Al-10Mg_(2)Si和Al-11Mg_(2)Si合金的耐磨性提高更明显,使磨损速率降低,表现出较好的耐磨性和综合力学性能。

P、La变质处理对过共晶Al-Si合金的影响

采用P和稀土La对过共晶Al-Si合金进行变质处理,研究了P和La对过共晶Al-Si合金微观组织的影响。结果表明,加入P后,合金中初生Si相明显细化,由粗大的块状变为形貌圆整的小颗粒状,且数量增多,分布均匀。当P加入量为0.06%(质量分数)时,初生Si的平均尺寸达到最小,从未变质时的122μm下降到25μm。而当P加入量为0.09%时,初生Si的平均尺寸反而变大,出现过变质现象。在P、La复合变质时,加入0.9%的La对共晶Si的变质效果最好,当La加入量增加到1.2%时,出现过变质现象。

挤压工艺及La变质对Mg_2Si/Al-Cu原位复合材料组织及性能的影响

研究了La变质对10Mg_2Si/Al-Cu-xLa(x=0,0.2,0.4,0.8,质量分数)复合材料组织及性能的影响。结果表明,经La变质后,10Mg_2Si/Al-Cu复合材料中共晶Mg_2Si相由粗大的汉字状变为细小的条状或点状,明显细化,其力学性能也得到显著提高。当添加0.8%的La变质时,其硬度(HV)高达133,但组织中存在粗大的针状富La相,导致抗拉强度和伸长率有所降低。通过挤压工艺发现,挤压能显著细化Mg_2Si和针状富La相,提高复合材料的力学性能。尤其是经超声辅助挤压铸造后,10Mg_2Si/Al-Cu-0.8La复合材料的性能最优,其硬度(HV)、抗拉强度和伸长率分别为146、336 MPa和2.5%,比重力铸造的复合材料的性能分别提高了16.8%、22.2%和92.3%。

La变质对Al-8.5Si-3.5Cu-1.2Fe合金组织和性能的影响

研究了不同La含量对Al-8.5Si-3.5Cu-1.2Fe合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,La的加入能变质α-Al、共晶Si相和针状β-Al5FeSi相,且会生成AlSiFeLa相。当La含量为0.6%时,变质效果最佳,T6态La含量为0.6%的合金的最大抗拉强度为233MPa。α-Al相一次枝晶臂平均长度由181.3μm减至55.2μm,共晶Si相尺寸由13.0μm缩短至6.9μm,β-Al5FeSi相尺寸由24.2μm减至14.7μm。当La含量超过0.6%时,β-Al5FeSi相有变粗大的趋势,合金强度下降。T6热处理后,合金成分没有变化,但β-Al5FeSi相出现溶断现象,且端部钝化,共晶Si转变为颗粒状。

La变质4004铝合金的热处理

研究了固溶及时效处理对La变质4004铝合金组织及性能的影响。结果表明:随着固溶温度的升高、固溶时间的延长,合金中共晶硅熔断并粒化,500℃固溶6 h时性能达到最佳;随着时效温度的升高、时效时间的延长,合金硬度先升高后降低,时效温度为200℃、时效时间6 h时其硬度达到最高值112 HBW。变质4004铝合金最佳热处理工艺为:500℃×6 h固溶+200℃×6 h时效。

La对ZK60合金铸态组织与力学性能的影响

镁合金在汽车、通讯电子和航空航天领域正得到日益广泛的应用,但其室温和高温力学性能仍有待于提高。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和差示扫描量热仪分析了铸态ZK60-xLa(x=0～3)合金的组织和相组成,测试了其硬度和拉伸力学性能。结果表明,随着La含量的增加,铸态组织逐渐细化,低熔点MgZn2相逐渐减少直至消失,而生成的高熔点τ1-Mg42Zn53La5新相逐渐增多,且第二相趋于连续网状分布于晶界处。硬度HV分别在低和高La含量时出现峰值。随着La含量的增加,室温抗拉强度σb和延伸率δ分别由ZK60合金的225 MPa和9%逐渐降至ZK60-3.04La合金的137 MPa和1.5%,拉伸断口由韧性断裂和脆性断裂的复合方式向单一的脆性断裂转变。但La的添加能有效提高合金的高温拉伸力学性能:室温时,ZK60-1.03La合金的σb要低于ZK60合金约25 MPa;423 K时,ZK60-1.03La和ZK60合金的σb分别降至181和174 MPa,前者已高于后者7 MPa;448 K时,两合金分别进一步降至168和150 MPa,两者差距进一步拉大至18MPa。这是由于ZK60-1.03La合金组织中只存在高热稳定性的τ1-Mg42Zn53La5相,可有效地钉扎晶界和阻碍高温晶界滑移。