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《内蒙古工业大学》 2016年
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稀土变质对Al-Si共晶合金组织的影响

池波  
【摘要】:A413.0铝合金是一种Fe含量达1.3wt%的Al-12.6%Si-X共晶合金,有着非常优良的力学性能,但由于组织中存在粗大的α-Al树枝晶、针片状的共晶Si及β-Fe相,使得A413.0铝合金的应用受到了严重的限制。由于β-Fe相对铝合金的组织是极其不利的,所以它的消除问题已经成为铝合金行业一个非常重要的研究课题,然而,至今也没有得到有效的解决。因此,本文致力于通过添加Er及富Ce混合稀土改善粗大的α-Al树枝晶、针片状的共晶Si及β-Fe相组织,然后再通过T6热处理工艺进一步改善A413.0铝合金的组织。同时,通过利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)等现代检测方法,研究分析了Er及富Ce混合稀土对A413.0铝合金显微组织的影响,并对稀土的变质机理作出了一些分析探讨,所得结论如下:稀土Er的最佳添加量是0.5wt%,在这个添加量下,组织的变质效果最好。铸态下0.5wt%的稀土Er添加到A413.0铝合金中后,初生α-Al相变得细小均匀,共晶Si也由针片状转变为细小均匀的纤维状,在低倍数(200X)下可以看到,粗大板条状的β-Fe相几乎完全被消除,在高倍数(500X)下观察发现,细小针片状的β-Fe相也得到一定程度的细化。经过T6热处理后,初生α-Al相的变化并不明显,变化最明显的是共晶Si的形貌,由纤维状转变为颗粒状并均匀分布于基体,β-Fe相也出现了较明显的熔断趋势,且部分β-Fe相转变为团絮状。然而,当稀土Er含量超过0.5wt%时,A413.0铝合金的组织又开始变的粗大。富Ce混合稀土的最佳添加量是1.0wt%,在这个添加量下,组织的变质效果最好。铸态下1.0wt%的富Ce混合稀土添加到A413.0铝合金中后,初生α-Al相变得细小均匀,共晶Si也由块状或针片状转变为细小均匀的纤维状,在低倍数(200X)下可以看到,粗大板条状的β-Fe相几乎完全被消除。然而,在高倍数(500X)下观察发现,细小针片状的β-Fe相并没有得到改善。经过T6热处理后,初生α-Al和β-Fe相的变化并不明显,变化最明显的是共晶Si的形貌,由纤维状转变为颗粒状并均匀分布于基体。当富Ce混合稀土含量超过1.0wt%时,A413.0铝合金的组织也开始变的粗大。由此可见,与富Ce混合稀土相比,稀土Er对A413.0铝合金组织的变质效果更好。
【学位授予单位】:内蒙古工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TG146.21

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