利用稀土改善富铁铝合金组织和性能的研究

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1、摘要本论文采用富Ce混合稀土和Mn变质的方法，改善铝合金中富铁相的形貌来提高铝合金的力学性能，并考察了Fe含量、冷却速度及变质剂含量对富铁相及铝合金组织和力学性能的影响。研究结果表明：在工业纯铝中，冷速越大，富铁相形貌越细小。当含Fe量小于1wt%时，富铁相呈细小的颗粒状，反之，富铁相呈短棒状、长针状分布。在含Fe量为1wt%～2wt%的工业纯铝中，添加0.5wt%稀土时，富铁相呈细小的颗粒状。在含Fe为0.5wt%的工业纯铝中添加0.3wt%RE时，抗拉强度为117.4MPa，延伸率为50.6％，对比未变质时，分别提高了38.6%和15.5%。在含Fe为0.12wt%的Al

2、-7Si-0.3Mg合金中添加0.1wt%RE进行变质处理时，富铁相和共晶Si相呈细小的颗粒状。此时，合金抗拉强度为166MPa，延伸率为5.5%，对比未变质时，分别提高了10%和94.3%。在含Fe为0.2wt%的Al-7Si-0.3Mg合金中添加0.2wt%RE进行变质处理时，富铁相和共晶Si相呈细小的颗粒状。此时，合金抗拉强度为169MPa，延伸率为5.28%，对比未变质时，分别提高了14.2%和252%。在Al-7Si-0.3Mg-0.15RE合金中，Fe含量增至0.3wt%时，大部分富铁相呈针状。在含Fe为0.5wt%的Al-7Si-0.3Mg-0.15RE合金中加

3、入Mn元素改善富铁相形貌效果显著。当Mn/Fe比值为1.4时，富铁相尺寸最细小，此时，合金的延伸率为13.1%，对比未变质时提高了363%。当Mn/Fe比值为2时，富铁相已经完全的破碎。此时，合金的抗拉强度为180MPa，对比未变质时提高了7.1%。关键词：铝合金；富铁相；稀土；变质；组织AbstractThispaperaimstoimprovethemorphologyofFe-richedphaseinaluminumalloysbyusingthemodificationofCe-richedrare-earthmixtureandMn.TheeffectofFeco

4、ntent、coolingrateandmodificationcontentonFe-richedphase,microstructureandmechanicalpropertiesofaluminumalloyswereinvestigated.Theinvestigativeresultsshowthat,withcoolingrateincreasing,themorphologyofFe-richedphasesdecreaseincommercialpurealuminum.WhenFecontentlessthan1wt%,Fe-richedphasearef

5、ineparticle,Incontrary,Fe-richedphasearedistributedintheformofshortrodlikeorlongneedlelike,whenadding0.5wt%REincommercialpurealuminumwith1wt%～2wt%Fe,Fe-richedphasearefineparticle.Incommercialpurealuminumwith0.5wt%Fe,adding0.3wt%REobtainsatensilestrengthandanelongationof117.4MPaand50.6％respe

6、ctively,enhancingby38.6%and15.5%thantheunmodification.InAl-7Si-0.3Mgalloyswith0.12wt%Fe,adding0.1wt%REmakestheFe-richedphaseandeutecticSiphasetobefineparticles.Besides,thetensilestrengthandelongationcanrespectivelyachieveat166MPaand5.5％,bycontrastwithunmodificationrespectivelyenhancedby10%a

7、nd94.3%.InAl-7Si-0.3Mgalloyswith0.2wt%Fe,adding0.2wt%REleadstheFe-richedphaseandeutecticSiphasetobefineparticles;thetensilestrengthandelongationcanrespectivelyachieveat169MPaand5.28％,enhancingby14.2%and21.9%thantheunmodificationrespectively.InAl-7Si-0.3M