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稀土元素铒(Er)在Al-Zn-Mg合金中的作用

阮海琼  
【摘要】:采用微合金化的方法来提高铝合金的综合性能是提高铝材质量的基础研究 中的重要课题。作者所在的课题组对稀土元素 Er 在铝合金中的作用进行了系统 的预研工作,发现 Er 在铝合金中具有积极作用。为进一步研究稀土元素 Er 在 铝合金中的作用及其作用机理,本论文采用铸锭冶金法制备了六种成分不同的 Al-Zn-Mg(-Er)合金,通过硬度测试、拉伸力学性能测试、金相显微组织观察、 X 射线衍射分析、扫描电镜观察、透射电镜观察及能谱分析等手段研究了稀土 元素 Er 对 Al-Zn-Mg 合金在不同状态下的力学性能、显微组织,热稳定性能以 及时效特性的影响;初步探讨了稀土元素 Er 在 Al-Zn-Mg 合金中的存在形式, 对合金显微组织的细化机理,对合金力学性能的强化机理,以及含 Er 的 Al-Zn-Mg 合金的再结晶形核机制。结果表明:稀土元素 Er 可以明显地提高 Al-Zn-Mg 合金的力学性能,其中添加 0.1%Er 的合金,其力学性能上升的幅度 最大,约为 15%。随着 Er 含量的增加,合金力学性能继续提高,但当 Er 含量 超过 0.4%后,硬度和强度的增加不再明显。Er 还可以抑制合金的再结晶过程, 使合金的再结晶温度提高约 50°C。添加 Er 后,Al-Zn-Mg 合金达到硬度峰值所 用的时间缩短了,时效硬度峰值也明显提高。


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