稀土La改性6063铝合金的微观组织和时效性能的研究

制备了含稀土La的6063铝合金,并研究了La含量对铝合金的显微组织及时效后硬度、抗拉强度和伸长率的影响。研究表明,稀土La对6063合金晶粒有良好的细化作用,在添加La的铝合金组织中,一部分较大的析出相是Al Si Mg Fe化合物,且铁含量较高;另一部分析出相是Al Si Mg Fe La的复杂化合物,其形状多呈较小的粒状。200℃等温时效时,随着时效时间的延长,铝合金硬度迅速升高,在120 min左右达到最大。同时,随着La含量的增加,合金的硬化峰值上升,当La含量为0.2 wt%左右时,时效硬化峰值达到最高。另外,加入适量La可增加合金的抗拉强度和伸长率。未添加La的铝合金其断口组织分布着较大的不规则韧窝,而添加少量La的铝合金其断口上细小的韧窝增多。     

6063铝合金两种阳极氧化工艺的氧化膜性能研究

在传统硫酸电解液和添加宽温剂的硫酸电解液中对不含La和La含量为0.2％的6063铝合金进行阳极氧化,系统地研究了宽温剂加入量、电流密度和氧化温度对膜层厚度和显微硬度的影响.结果表明:加入宽温剂后阳极氧化可以采用高电流密度和较高温度,所得氧化膜的厚度和显微硬度也较好,宽温剂含量以8g/L为好;La含量为0.2％的6063铝合金比不含La的合金在同样的硫酸电解液中生成的氧化膜层厚度和显微硬度要好.     

稀土6063铝合金氧化着色膜性能的研究

本文系在硫酸溶液、硫酸亚锡溶液中进行稀土6063铝合金阳极氧化着色,比较系统地研究了不同稀土含量对氧化着色膜的物理性能、机械性能、光学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:适量添加稀土,明显改善了6063铝合金型材氧化着色膜的性能。     

La对6063铝合金组织和时效性能的影响

在6063合金中添加不同含量的La,用硬度(HB、HV)测试仪、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等方法研究了La对6063合金铸态组织、力学性能及时效行为的影响.结果表明,La对合金晶粒有明显的细化作用,添加适量的La有利于合金硬度和抗拉强度的提高,并且La的加入没有改变合金的析出顺序,但随着La含量的提高,La会消耗大量的Si,并在合金中形成粗大的AlFesiLa化合物,抑制了中间沉淀析出相β"、β'析出,使强化相Mg2 Si减少,反而使合金硬度和抗拉强度下降.     

稀土铒(Er)改性6063铝合金铸态微观组织与性能

通过成分设计,铸造出不同稀土Er含量的6063铝合金.采用光学显微镜、扫描电镜(SEM、EDS)、XRD、维氏硬度计等手段研究了稀土Er铝合金铸态微观组织与性能,从理论上分析了Er的作用机理.结果表明,当Er的含量为0.4%时合金的晶粒细化效果最明显,硬度增幅达到最大值,而当含量超过0.4%时,细化效果减弱,硬度值逐渐降低.在6063铝合金熔铸凝固过程中,大部分Er偏聚于合金的晶界处,形成粗大的金属间化合物物Al3,Er相,有强化晶界、阻止晶粒长大作用;小部分Er与Al生成次生金属间化合物,弥散分布于基体中,产生弥散强化作用,并在形核时充当形核剂,从而可细化晶粒.     

La对高铝锌合金组织和性能的影响

在高铝锌合金中加入不同量的稀土La浇注合金试样,通过微观金相组织分析和力学性能分析,研究了微量稀丰元素La对进一步改善锌铝合金组织、提高性能及作用机理.试验结果表明:La加入量在0.1%时,能够细化锌铝铸造合金的组织,改善高铝锌合金的力学性能,合金的拉伸强度、伸长率和硬度都有一定的提高;La的加入量过多时,La以块状的富La稀土相析出;La加入量在0.4%左右时,能够显著消除合金的底缩.     

稀土Er改性6063铝合金导电性能研究

研究了在6063铝合金中加入微量稀土元素Er及经不同时效处理后对其导电性的影响。结果表明,随着Er含量的增加,导电性能提高,当Er含量为0.1wt%时达到最大值,之后随着Er含量的增加而逐渐降低;稀土Er可以降低合金中多余的Si、Fe等杂质元素对6063铝合金的危害作用,并形成对合金导电性能有利的化合物;随时效时间的延长,导电性能逐渐提高,时效工艺为200℃×5 h时达到最大值,之后随时效时间的延长而逐渐降低。     

La对7136铝合金微观组织与性能的影响

在7136铝合金中添加不同含量的La元素,通过铸态组织观察、力学性能测试、扫描电镜及透射电镜分析等,研究了La元素对7136铝合金组织与性能的影响。结果表明:添加La后,由于La元素原子半径远大于Al元素原子半径,La元素富集在晶界处形成异质形核核心,使晶界熔断、缩小,并成为结晶核心,增加形核率,细化晶粒,提高合金性能;同时La可与合金形成不同键合作用的多种La-Al稀土化合物,其相粒子强烈扎住位错,使合金晶粒及其相邻晶粒难以滑移,再次提高合金性能;添加0.35%La的7136铝合金单级时效时间明显缩短,硬化率提高;伸长率为11.73%,比无添加La的7136合金增加了30.5%。     

稀土6063铝合金的时效动力学

通过对时效硬度的测定和时效过程的差示扫描量热(DSC)曲线的分析,研究了稀土对6063铝合金时效硬度和时效动力学的影响.结果表明,稀土的适量加入能提高6063铝合金的时效硬度,但加入量过大会使强化相减少,合金时效硬度下降.稀土的引入会使过渡相β”和强化相β (Mg25i)的析出被推迟与抑制,其原因在于稀土形成含硅化合物降低了基体中溶解态Si的浓度,增加了β"相和β相析出所需的Si元素扩散时间,同时稀土还提高了β相析出的激活能.     

La、Cr对压铸铝合金组织和性能的影响

研究了添加微量La、Cr对G01压铸铝合金组织和性能的影响,测试了该合金的抗拉强度、硬度和冲击韧度,用光学显微镜观察组织,进而分析了添加La、Cr后力学性能的变化规律与金相组织的变化.结果表明:添加La、Cr后合金组织晶粒明显细化;当La含量为0.15%,Cr含量为0.2%时,合金的综合力学性能最好.     

稀土La及Sn对铸造铝合金组织、力学和阻尼性能的影响

研究了稀土La对含质量分数4%Sn铸造铝合金组织、阻尼和力学性能的影响,从La对Sn的形态和分布、La对Sn和铝合金基体润湿特性的影响等方面探讨了阻尼提高机制。结果表明,La含量为0.2%时,4%Sn的AlMgMnSi合金晶粒尺寸得到细化,β-Sn由大颗粒状变为细小、弥散分布,继续提高La含量至0.83%,晶粒变大,且在晶界处出现块状稀土化合物。La的加入可以有效提高含4%Sn铸造铝合金的阻尼性能,当La添加量为0.2%时,含4%Sn的AlMgMnSi和ZL102合金分别比不添加La的提高了约70%和100%。La改善了β-Sn与铝基体的润湿性,使β-Sn呈弥散、细小分布,从而有利于提高相界面阻尼,是本试样具有较高阻尼性能的主要原因。     

稀土La及Sn对铸造铝合金组织、力学和阻尼性能的影响

研究了稀土La对含质量分数4%Sn铸造铝合金组织、阻尼和力学性能的影响,从La对Sn的形态和分布、La对Sn和铝合金基体润湿特性的影响等方面探讨了阻尼提高机制。结果表明,La含量为0.2%时,4%Sn的AlMgMnSi合金晶粒尺寸得到细化,β-Sn由大颗粒状变为细小、弥散分布,继续提高La含量至0.83%,晶粒变大,且在晶界处出现块状稀土化合物。La的加入可以有效提高含4%Sn铸造铝合金的阻尼性能,当La添加量为0.2%时,含4%Sn的AlMgMnSi和ZL102合金分别比不添加La的提高了约70%和100%。La改善了β-Sn与铝基体的润湿性,使β-Sn呈弥散、细小分布,从而有利于提高相界面阻尼,是本试样具有较高阻尼性能的主要原因。     

稀土元素Ce、La、Y对5182铝合金组织的影响

在5182铝合金中分别加入质量分数为0.1%、0.2%、0.3%的Ce、La和Y稀土元素,用金相显微镜观察研究不同稀土元素以及其不同含量对5182铝合金铸态晶粒尺寸和析出相形貌的影响。结果表明,在5182铝合金中添加一定量的稀土Ce能使合金的第二相得到了很大程度的细化并且呈弥散分布;而在稀土La的作用下,5182铝合金中的第二相出现了球化现象;在5182铝合金中添加稀土Y的变质效果较添加等量Ce或La的要差一些。     

混合稀土对6063合金阳极氧化膜结构的影响

采用TEM、SEM、X射线衍射、显微硬度测盛等方法,研究了混合稀土对6063合金阳极氧化膜结构和某些性能的影响。实验结果表明:当合金成分和生产工艺合理、稀土含最适当(0.2wt%左右)时,加入混合稀土能使6063合金阳极氧化膜更加致密、光洁,密度增大,显微硬度值提高。     

镧对高碳合金工具钢的高温抗氧化行为的影响

在热分析仪上采用增重法对未添加稀土与添加了0.004%稀土镧的高碳合金工具钢进行高温氧化实验。利用扫描电镜、X射线衍射对样品表面氧化膜进行分析。结果表明:在1000、1100℃时,恒温氧化动力学均符合抛物线规律,氧化膜具有保护性,添加稀土镧的高碳合金工具钢的氧化激活能提高了,氧化速率常数降低了。此时稀土镧的加入细化了氧化膜的晶粒,增强了氧化膜与基体的粘附性,使氧化膜不易脱落。在1200℃时,氧化增重曲线近似于直线,含有稀土镧的高碳合金工具钢的氧化速率更快,不利于提高合金工具钢的抗氧化性,氧化膜的保护作用也丧失。稀土镧的添加不会改变实验钢氧化膜的物相组成。     

铝合金表面激光熔覆CeO_2+Ni60A熔覆层的组织及耐磨性

利用激光熔覆技术,在6063铝合金表面制备了添加不同CeO2含量的Ni60A合金熔覆层,分析了CeO2+Ni60A熔覆层的显微组织及硬度,筛选了最佳稀土添加量,并研究了其耐磨性能。结果表明:Ni60A熔覆层中稀土CeO2含量低于2%(质量分数)时易出现气孔,高于2%时易开裂;添加CeO2的含量为2%时,熔覆层的组织缺陷较少,表面硬度较高,微观组织均匀且晶粒细小;熔覆层中稀土的含量不宜超过4%,过量的CeO2对硬度的提高作用不大,而CeO2的含量在0%~2%的范围内随着其含量的增加,硬度升高明显;在相同磨粒磨损条件下,2% CeO2+Ni60A熔覆层的耐磨性是铝合金基体的7.1倍,是Ni60A熔覆层的1.6倍;激光熔覆Ni60A可以显著降低表面摩擦系数,而添加Ce能提高熔覆层的摩擦系数稳定性,从而改善耐磨性能。     

稀土对6063铝合金挤压性能的影响

在6063铝合金中,添加不同量的稀土元素,并严格控制浇注、挤压工艺过程,对挤压试样进行拉伸试验及显微硬度测试,采用正交试验方法分析抗拉强度、伸长率和硬度相对较好的合金成分设计方案,并采用金相显微镜和扫描电镜观察合金的铸态组织结构,研究合金元素的影响。结果表明,Al-0.5Mg-0.38Si-0.2RE铝合金的挤压性能最好。添加稀土可以使铝合金的晶粒得到细化,并且可以有效地改善析出相的大小、形貌,6063D-RE合金的力学性能完全满足国家标准。     

稀土La对快速冷却AZ91镁合金显微组织与性能影响

研究快速冷却条件下不同稀土镧含量(w(La)分别为0,0.3%,0.6%,0.9%,1.2%)的AZ91镁合金的显微组织及相组成,并测试了其力学性能。试验结果表明,经XRD物相分析得知AZ91镁合金是由α-Mg和β-Mg17Al12组成,当向其添加不同含量的La时,会有针状Al11La3析出,且β相数量减少。随着镧含量增加,合金晶粒尺寸由80.29μm减小到66.88μm,细化幅度达到16.7%。稀土La的加入可提高合金的硬度、抗拉强度、伸长率,这与晶粒细化、β相数量的改变以及弥散强化有关。试验中,力学性能最佳的是AZ91+0.9%La合金,其硬度值为84.18 HV,室温抗拉强度为237 N/mm2,伸长率为4.46%;220℃高温抗拉强度为154 N/mm2,伸长率为8.6%。     

稀土La对精铸Cu-Ni-Fe-Al合金组织和电解性能的影响

针对Cu-Ni-Fe合金惰性阳极在铝电解过程中高温氧化和耐腐蚀性能差等问题,采用真空熔炼法制备了Cu-Ni-Fe-8Al合金,同时制备了不同La含量的Cu-Ni-Fe-8Al-xLa(x=0,1,2,质量分数)合金,研究了Al、La的添加对Cu-Ni-Fe合金微观组织结构及电解腐蚀性能的影响。结果表明,添加Al元素后,合金在高温电解过程中形成铝酸盐,抑制了Cu的外扩散;添加稀土La提高了氧化膜层与基体的结合性,进一步降低阳极材料的腐蚀损耗,但过高的La添加在一定程度上加速了合金的腐蚀。因此,添加适量Al和微量稀土La的Cu-Ni-Fe-8Al-La合金有望成为惰性阳极铝电解用备选阳极材料。     

细晶铝锭熔炼的6063铝合金铸态组织与性能研究

细晶铝锭是采用纯铝的电解设备,通过向铝电解槽中添加TiO2,直接电解生产的晶粒细化的铝锭。采用细晶铝锭熔的6063铝合金与AlTi5B1、AlTi5中间合金细化的6063铝合金铸态组织性能进行对比研究。结果表明:AlTi5B1中间合金细化效果最好,AlTi5中间合金细化效果最差,细晶铝锭的细化效果居中;6063铝合金铸态组织硬度,在钛含量低于0.05%时,主要由Mg2Si含量决定,晶粒大小对硬度的影响较小。