混合稀土(Pr+Ce)對(duì)ZL105合金組織及性能的影響.pdf

1、鋁合金作為傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)材料，得到了在較多制造業(yè)的廣泛使用，但通過(guò)熔煉和鑄造生產(chǎn)出鋁合金鑄坯錠，作為塑性加工的坯料，鑄錠內(nèi)部結(jié)晶組織粗大而且很不均勻。鑄錠本身的強(qiáng)度較低，塑性較差，在很多情況下不能滿足使用要求。因此，本文采用鋁-稀土中間合金的方式，制備稀土鋁合金，以滿足鋁合金在鑄態(tài)下的組織及性能的要求。主要研究了不同混合稀土添加量對(duì) ZL105合金的組織及性能的影響。研究結(jié)果表明：在添加0.6wt.％（Pr+Ce）時(shí)，合金組織各相的細(xì)化效果

2、最佳：初生α-Al分布變得更為均勻有序，其二次枝晶臂間距達(dá)到最小，晶粒得到明顯細(xì)小化，共晶硅和γ-Fe相也分別由基體的長(zhǎng)針狀和粗大魚(yú)骨狀轉(zhuǎn)變?yōu)闂l狀和短棒狀。另外在ZL105合金中添加混合稀土(Pr+Ce)，組織中發(fā)現(xiàn)了稀土相Al11Pr3和Al11Ce3的生成，該稀土相具有很高的熔點(diǎn)和硬度，可作為合金強(qiáng)化相，能有效地提高合金的力學(xué)性能。添加0.6wt.%混合稀土（Pr+Ce），ZL105合金的硬度、極限抗拉強(qiáng)度、延伸率等力學(xué)性能達(dá)到了最

3、佳的效果，分別為87.96HV，219.86MPa和4.40%，與未變質(zhì)合金性能相比分別提升了21.50%，14.77%和15.48%。
　　本文還對(duì)變質(zhì)前后的ZL105合金進(jìn)行了熱處理研究，對(duì)比分析了稀土對(duì)熱處理組織的影響，以及探討了時(shí)效組織的演變機(jī)理和過(guò)程，再結(jié)合對(duì) ZL105合金在不同時(shí)效時(shí)間后的力學(xué)性能測(cè)量，得出了峰時(shí)效的時(shí)間。經(jīng)混合稀土（Pr+Ce）變質(zhì)處理的ZL105合金，再經(jīng)固溶處理，能非常有效的促進(jìn)Si相和強(qiáng)化相最

4、大限度地融入固溶體中。根據(jù)對(duì)添加0.6wt.%（Pr+Ce）的ZL105合金的時(shí)效組織觀察，該稀土鋁合金的最佳時(shí)效時(shí)間為6h。另外，該稀土鋁合金中的混合稀土(Pr+Ce)有利于θ'(Al2Cu)彌散相的形核，其能有效地提升了合金的時(shí)效硬化效果。在熱處理后，添加0.6wt.%（Pr+Ce）的ZL105合金性能有了較明顯的提升，其中硬度，極限抗拉強(qiáng)度和延伸率分別達(dá)到96.53HV，238.62MPa和5.23%，相對(duì)基體分別提高了27.01

5、%，24.18%和50.72%。通過(guò)斷口分析可知，混合稀土(Pr+Ce)的添加能有效改善合金的脆性斷裂，向韌性斷裂轉(zhuǎn)變，合金塑性有所提升。
　　本文還研究了 ZL105合金在熱處理后的晶間腐蝕，結(jié)果表明：ZL105合金在不同時(shí)效時(shí)間后，合金的晶間腐蝕情況由嚴(yán)重到輕微分別為：4h>8h>6h。在ZL105在ZL105合金中添加混合稀土(Pr+Ce)，合金組織中Si相得到明顯的細(xì)化且富鐵相充分溶解與固溶體中，合金的腐蝕電流密度要明顯減