Er、Zr微合金化对铸造Al-Si-Cu-Mg合金组织与性能的影响

发布时间：2020-01-20 19:55

【摘要】：铸造铝合金具有良好的铸造性能和综合力学性能,在所有铸造铝合金中,种类最多,用途最为广泛的是铸造Al-Si合金,其广泛应用于工业、航空、交通运输等领域。随着经济与社会的发展,各行业对铝合金的力学性能、耐蚀性能等提出了更高的要求,而合金化正是改善铝合金性能的重要途径,本文通过向铸造Al-Si-Cu-Mg合金中加入Er元素和Zr元素,以达到改善合金组织和增强合金综合性能的目的。本文是在ZL106合金的基础上,复合添加不同含量的Er与Zr,并将熔炼出来的合金进行T5、T6、T7三种不同的热处理工艺,分别探究复合加入Er和Zr后,不同成分的合金在铸态、T5、T6、T7态下显微组织、力学性能、耐腐蚀性能发生的变化,从中优化最佳的合金成分,研究结果如下：根据对铸态合金进行力学性能测试的结果可知,在铸态下复合加入Er与Zr对合金硬度、抗拉强度、断后伸长率的提升效果并不明显,铸态合金的拉伸断口主要表现为解理断裂的形式,添加Er元素和Zr元素都可以在一定程度细化组织,形成少量的强化相。然而,当Er元素加入量达到0.35%时,合金的力学性能明显下降,此时Er元素已经添加过量。因此,Er元素加入量应该低于0.35%。各不同成分的合金经过T5、T6、T7处理后,合金的基体组织得到明显改善,更趋向于圆化、细化。经时效处理后,复合添加Er与Zr能够明显地提高合金的硬度、抗拉强度及耐腐蚀性能。经过对时效态合金的拉伸断口形貌分析,此时合金表现出韧性断裂的特征,Er与Zr复合添加时,合金韧性断裂的特征更为明显。将实验所得的各项数据进行对比,复合添加Zr、Er比单独添加更能够提高铸造Al-Si-Cu-Mg合金的强度、硬度、塑性和耐腐蚀性能,并能很好地优化合金的组织。当复合添加0.25%Zr+0.25%Er时,合金的综合力学性能达到最佳匹配,耐腐蚀性能也最好。总之,复合添加0.25%Zr+0.25%Er是本论文最佳的合金成分设计。
【图文】：

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【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.21

【参考文献】