再生鋁合金中富鐵相形貌及其控制機理研究.pdf

1、再生鋁合金在熔煉時,合金中常常發(fā)生滲鐵和額外帶入鐵的現(xiàn)象,合金液在凝固時鐵常以針狀的富鐵相析出,這些富鐵相嚴重地降低了合金的機械性能,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象,開展了再生鋁合金脆性斷裂原因分析,稀土La對針鐵相的細化和細化機理研究,過熱細化針鐵相的機理探討和針鐵相細化前后機械性能對比分析等.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間過長,單斜晶型β-Al<,5>FeSi相在(100)方向擇優(yōu)生長,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化合金中粗大的β-Fe相.研究表明,當La加入量(質量分數(shù),下同)大于0.25﹪時,增加加入量細化效果不明顯,La加入量

3、為0.4﹪時,β-Fe相的平均長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.結晶時,稀土La促進了β-Fe相的形核,并阻礙它的長大,細化了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構,使熔體中具有傳達β-Fe相結構遺傳信息的類固態(tài)原子團簇的穩(wěn)定半徑r<'0>減小,破壞了合金組織形態(tài)的遺傳性.