鋯鉺復合微合金化工對工業(yè)純鋁組織性能的影響.pdf

1、采用鑄錠冶金法制備了Al-0.15Zr、Al-0.2Er、Al-0.15Zr-0.1Er、Al-0.15Zr-0.2Er、Al-0.15Zr-0.4Er合金。采用金相組織觀察、X射線衍射分析、掃描電鏡觀察、EPMA區(qū)域定量分析、透射電鏡和高分辨透射電鏡觀察等組織分析技術(shù)以及硬度、拉伸強度和電阻率等性能測試手段，研究了5種實驗合金在不同狀態(tài)(鑄態(tài)、均勻化態(tài)、冷軋態(tài)、退火態(tài))下的微觀組織和性能，分析討論了不同狀態(tài)合金中Zr、Er的主要存在形

2、式和作用機制。得到的主要結(jié)論如下:
　　 單獨添加0.2％Er不能細化工業(yè)純鋁的晶粒，但能有效細化二次枝晶組織，0.15％Zr+0.2％Er復合添加的細晶作用與0.15％Zr單獨添加的相當。在本實驗條件下，測定Er在工業(yè)純鋁中的最大固溶量約為0.09％，Er能和工業(yè)純鋁中的Fe發(fā)生交互作用，使工業(yè)純鋁中的鋁鐵相由粗大的針條狀、骨骼狀轉(zhuǎn)變?yōu)檩^小的短棒狀及塊狀，同時基體中會出現(xiàn)微米級、球狀或類球狀的含Er富鐵相，但Er添加量大于0.

3、2％時晶界會有初生Al3Er相析出。
　　 在400℃退火時，復合添加0.15％Zr+0.2％Er合金的峰值硬度較鑄態(tài)合金提高55％，大于兩者單獨添加產(chǎn)生的強化效果之和，這主要是因為合金中析出了Ll2結(jié)構(gòu)的納米級Al3(Er, Zr)復合相，與基體共格，其心部富含Er而外層富含Zr，在400℃下的粗化速率明顯低于Al3Er相。Al3(Er, Zr)相較好的強化作用及耐熱性能得益于Er和Zr的協(xié)同作用，擴散較快的Er在基體中先形成

4、Al3Er，為Zr的脫溶析出提供形核長大的核心，促進Al-Zr固溶體的分解，而擴散較慢的Zr吸附在析出相的外層，抑制析出相的粗化。
　　 微量Zr、Er顯著提高了合金的再結(jié)晶溫度特別是再結(jié)晶終了溫度，Al-0.15Zr-0.2Er合金的再結(jié)晶開始溫度和終了溫度達到300℃和450℃。對于Al-0.15Zr-0.2Er合金的再結(jié)晶，亞晶聚合和亞晶長大為主要的形核機制，細小彌散分布的Al3(Er, Zr)粒子釘扎位錯、亞晶界和晶界，