Sr和Y添加对A356铝合金显微组织和力学性能的影响及机理

通过金相显微镜、扫描电镜、透射电镜观察,能谱分析以及力学性能实验,研究了添加Sr和Y对A356铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,相比于单加Sr或Y,复合添加Sr和Y时,共晶Si由板片状或针状完全转变为纤维状,α-Al的等效晶粒直径从42.49 μm减小至26.63 μm,二次枝晶臂间距从22.38 μm减小至13.60 μm,抗拉强度从166.1 MPa增加到185.3 MPa,延伸率从3.6%提高至7.6%,断裂方式也从脆性断裂转变为韧脆型断裂。探讨了Sr和Y复合添加时的细化机理和变质机理,得出α-Al晶粒细化的主要原因是α-Al以Al₃Y为基底进行快速非均质形核,变质机理为杂质诱导孪晶并以孪晶凹谷机制进行生长。     

添加Yb和Zr对Al7Si0.3Mg合金组织及力学性能的影响

研究了添加Yb和Zr元素对Al7Si0.3Mg合金组织及力学性能的影响,以及细化变质机理。结果表明,Yb、Zr元素的添加明显细化了α-Al基体,使其从粗大的树枝状晶转变为细小的花瓣状晶,晶粒尺寸明显减小,并且使共晶硅由粗大的针状变质为短棒状,这是由于Yb、Zr吸附在孪晶凹槽处（TPRE）改变共晶硅生长方式,最终改变共晶硅形貌;经热处理（T6）后,大量析出的Al₃(Yb, Zr)粒子起到了沉淀强化进而细化晶粒的作用。当Yb质量分数为0.3%、Zr质量分数为0.25%时,合金（T6）的抗拉强度和延伸率为296.3 MPa和9.2%,较未细化变质的合金分别提高了17%和1.1倍。     

Zr含量对Er变质Al7Si0.3Mg合金组织及力学性能的影响[1]

本文在Al7Si0.3Mg合金含0.3%Er的基础上研究了不同Zr含量对合金组织及力学性能的影响。研究结果表明,在添加Zr元素之后,Zr与Er形成了第二相颗粒Al3Er和Al3Zr,这些第二相粒子在铝液凝固过程中起到双重形核和细化作用,显著细化α-Al和共晶Si的分枝,提高了合金的力学性能。当Zr含量为0.2%时,其抗拉强度达到了182MPa,延伸率为6.4%,较未添加Zr元素的合金抗拉强度和延伸率分别提高了16.7%和33.3%。