再生鋁合金中富鐵相形貌及其控制機(jī)理研究.pdf

1、再生鋁合金在熔煉時(shí),合金中常常發(fā)生滲鐵和額外帶入鐵的現(xiàn)象,合金液在凝固時(shí)鐵常以針狀的富鐵相析出,這些富鐵相嚴(yán)重地降低了合金的機(jī)械性能,以致無法獲得合格地鑄件,鐵是影響再生鋁合金冶金質(zhì)量的重要元素之一.本文以再生鋁合金中針狀富鐵相為研究對(duì)象,開展了再生鋁合金脆性斷裂原因分析,稀土La對(duì)針鐵相的細(xì)化和細(xì)化機(jī)理研究,過熱細(xì)化針鐵相的機(jī)理探討和針鐵相細(xì)化前后機(jī)械性能對(duì)比分析等.采用DTA,EDS,X-ray等分析手段,分析了合金試樣的脆斷斷口.

2、分析結(jié)果顯示,脆性斷裂是由于鋁液在凝固過程中,在β-Fe相析出溫度附近停留時(shí)間過長(zhǎng),單斜晶型β-Al<,5>FeSi相在(100)方向擇優(yōu)生長(zhǎng),生成了危害性極大的粗大針片狀β-Al<,5>FeSi相,該相割裂基體,并易成為裂紋源,大大降低了合金的塑性.對(duì)易脆斷的合金加稀土La處理和過熱處理發(fā)現(xiàn),兩種處理方法均能很好的細(xì)化合金中粗大的β-Fe相.研究表明,當(dāng)La加入量(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)大于0.25﹪時(shí),增加加入量細(xì)化效果不明顯,La加入量

3、為0.4﹪時(shí),β-Fe相的平均長(zhǎng)度約為未加稀土處理的1/5.EDS分析發(fā)現(xiàn),La在β-Fe相和β-Fe相表面的含量高于基體α-Al,并在β-Fe相表面存在富積.結(jié)晶時(shí),稀土La促進(jìn)了β-Fe相的形核,并阻礙它的長(zhǎng)大,細(xì)化了β-Fe相.眾所周知過熱能改變富鐵相地形貌,通過觀察液淬金相和掃描電鏡照片發(fā)現(xiàn),過熱處理改變了合金的熔體結(jié)構(gòu),使熔體中具有傳達(dá)β-Fe相結(jié)構(gòu)遺傳信息的類固態(tài)原子團(tuán)簇的穩(wěn)定半徑r<'0>減小,破壞了合金組織形態(tài)的遺傳性.