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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
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