稀土Y对再生铝合金ADC12含Fe相演变的影响

采用中频感应熔炼炉添加了不同含量的稀土Y对再生铝合金ADC12进行了熔炼。利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等分析了添加稀土Y对再生铝合金ADC12的凝固组织和相组成的影响;分析了凝固组织中含Fe相的形貌演变及分布;分析了再生铝合金的显微硬度和抗压强度。结果表明,稀土Y的加入改变了再生铝合金ADC12中含Fe相的形貌,主要是对β-Fe相起到了变质作用。随着稀土Y添加量逐渐增大,合金凝固组织中析出的β-Fe相由枝晶间偏析聚集到被熔断,尺寸变小,形貌由粗大的树枝晶变成细小的鱼骨状,偏析逐渐改善。当Y含量为0.5wt%时,含Fe相明显细化,组织中的β-Fe相由原来的条状、块状变为颗粒状,且分布均匀;当稀土Y含量增加到大于0.5wt%后,组织中的β-Fe相又由细小的短杆状转变为粗大的长针状。随着Y含量的增加,该合金的显微硬度和抗压强度均先增大后减小,当Y含量为0.5wt%时,合金的力学性能达到最佳:显微硬度为431 HV0.1、抗压强度为585MPa,较重熔前的合金分别提高了30.2%和21.9%。     

稀土La细化再生铝硅合金中β-Fe相的机理研究

研究了再生副牌ZL102合金中稀土La的加入量和β-Fe相平均长度的关系，分析了La在合金和β-Fe相中的分布情况。结果表明，La在熔体中形成了稳定金属间化合物，凝固时促进了β-Fe相形核，同时La在β-Fe相表面富集，阻碍了β-Fe相长大。因此，加入稀土La能很好地细化再生铝合金中的β-Fe相。     

Ti添加量对A356铝合金组织性能影响的试验研究

在A356铝合金中添加不同含量的Ti,试验研究其对合金组织和性能产生的影响。结果表明:在没有添加Ti的A356铝合金中,富铁相以长针状β-Fe相的形式存在。随着Ti的加入,针状β-Fe富铁相逐渐转变成块状的α-Fe富铁相,同时富铁相的尺寸显著变小。随着Ti含量的增加,合金晶粒得到明显细化。晶粒的细化作用来自于Ti Al3对α(Al)晶粒的非均质形核作用和Ti对晶粒长大的抑制作用,添加质量分数0. 2%的Ti时,铝合金晶粒细化不明显。添加质量分数0. 5%的Ti时,晶粒尺寸得到明显细化,力学性能显著提高。     

稀土Y对AZ61镁合金微观组织和力学性能的影响

研究了稀土钇含量对AZ61镁合金显微组织和室温及高温力学性能的影响。实验结果表明：加入稀土钇可使AZ61合金铸态组织中的β相数量减少、铸态晶粒细化;大部分钇与铝结合生成高熔点、高热稳定性的稀土相A12Y3;固溶处理后,β相完全溶解而稀土相则以块状或杆状存在于晶界周围;适量的稀土钇可以提高AZ61合金的室温及高温强度、硬度和延伸率;而过量的稀土钇则会导致AZ61合金的性能下降;稀土钇的含量为1．0％时合金可得到较佳的力学性能。     

稀土钇对AZ80镁合金微观组织和性能的影响

采用扫描电镜(SEM),金相显微镜(OM),X射线衍射(XRD),拉伸试验及腐蚀失重等测试手段对添加不同含量稀土钇对AZ80镁合金微观组织和性能的影响进行了研究。结果表明,适量钇的添加使得AZ80镁合金的组织得到细化,β-Mg17 Al12相的数量显著下降,并且由连续网状分布变为断续、均匀分布,同时生成新的稀土相Al2Y。添加0.5%Y时,合金室温下抗拉强度达到199.286 MPa,伸长率为6.155%,分别增加了7.49%,7.98%,腐蚀速率为0.2585 mg.cm-2.d-1,仅为原始合金的48.07%,表现较好的综合性能。     

Mg与稀土Ce混合添加对A356.2铝合金组织与性能的影响

以汽车用A356.2铝合金为研究对象,利用金相显微镜、扫描电镜和拉伸试验机,研究了Mg、Ce混合添加对A356.2铝合金组织与性能的影响。结果表明:Mg含量的增加,可以激发Ce对A356.2铝合金的细化变质作用;在本次试验条件下,0.35%Mg与0.05%Ce混合添加具有明显的细化变质作用,降低了稀土在铝合金材料中使用的成本门槛;随着冷速的加快,Mg与Ce混合添加对A356.2铝合金性能的影响更加明显;Mg与Ce混合添加可以改善针状α-Fe相的形貌,减少其对A356.2合金的不利影响。建立了Mg和Ce含量、模具温度以及所添加Al-Ti-B含量对A356.2材料屈服强度的数学模型,其预测值与试验数据吻合较好。     

稀土Ce对Al-7Si-0.7Mg-0.2Fe合金组织和性能的影响

以Al-7Si-0.7Mg-0.2Fe铝合金为研究对象,利用金相显微镜、扫描电镜和拉伸试验机,研究了不同含量的稀土Ce对Al-7Si-0.7Mg-0.2Fe合金组织与性能的影响。结果表明:稀土Ce可以细化α-Al晶粒,减小二次枝晶臂间距(SDAS)。同时,还可以减小共晶Si的尺寸,使Si形貌由板条状向纤维状转变,具有良好的细化变质效果。此外,Ce还可以细化β-Fe相,改善β-Fe相形态,提高合金的力学性能。特别地,当稀土Ce含量为0.1%时,晶粒尺寸与SDAS最小,分别为82μm、17μm;合金T6热处理态抗拉强度、屈服强度和伸长率均达到峰值,分别为344 MPa、311 MPa、3.77%。随着Ce含量的增加,拉伸断口呈现韧性断裂特征,裂纹主要沿晶界扩展;当Ce含量达到0.3%时,出现大量粗大的含Ce金属间化合物,造成脆性断裂。     

钇钕复合合金化对Mg-6Al合金力学性能的影响

研究了Y、Nd复合合金化(Y:Nd=2:1,wt%)对Mg-6Al合金显微组织和力学性能的影响.结果表明,添加稀土元素Y和Nd可显著提高合金从室温至175℃区间的屈服强度和抗拉强度.在Mg-6Al合金中加入总含量为0.9wt%～3.6wt%的Y Nd后,合金的晶粒得到明显细化,且出现Al2Y、Al2Nd高熔点稀土合金相.并探讨了钇钕复合合金化对提高镁铝基合金力学性能的机理:室温下主要是细晶强化机制;高温下则主要是高熔点稀土合金相(Al2Y、Al2Nd)的弥散强化,并由此使热稳定性差的β-Mg17Al12相的数量减少.     

复合稀土与Al-Ti-B协同作用对6061铝合金微观组织和力学性能的影响

6061铝合金中晶粒和第二相的形态、尺寸及分布对合金的综合力学性能有显著影响。本文通过研究不同比例混合稀土LaCe与Al-Ti-B复合添加对6061铝合金显微组织和晶粒细化效果的影响,讨论了稀土的存在形式及其对合金第二相的作用,分析了稀土与Al-Ti-B协同作用对合金拉伸性能和断口形貌以及导热率的影响。结果表明,添加稀土与Al-Ti-B中间合金后,合金的晶粒尺寸减小;稀土主要以Al FeSiREMg相和Al Si Ti Mg RE的形式分布于晶界。此外,稀土的加入促使β-Al FeSi相转变为α-Al FeSi相,Mg2Si相尺寸减小,形成了Al FeSi、Al FeSiREMg等多种复杂化合物,并减少了晶界富铁相的杂质。与未添加稀土的6061合金相比,添加0.05%LaCe和0.2%Al-Ti-B(质量分数)中间合金的6061铝合金拉伸强度和伸长率以及导热率分别提高15.3%、80%和9%;同时,稀土与Al-Ti-B中间合金结合后,断口形貌中粗糙、不规则韧窝转变为小韧窝,断裂形式为韧性断裂。     

微量元素对ADC12铝合金组织及热分析结果的影响

研究了Al-5Ti-1B、Sr和Mo对ADC12铝合金组织结构的影响，利用金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)进行分析和检测，并对凝固行为进行评估。结果表明：在ADC12铝合金中添加Al-5Ti-1B晶粒细化剂，晶粒细化效果最为显著；添加Sr的ADC12铝合金，共晶硅的变质效果最为明显。热分析结果表明，添加Al-5Ti-1B的ADC12铝合金中初生α-Al的成分过冷度和形核率显著增加，细化效果最为显著；添加Sr的ADC12铝合金中共晶硅的形核温度和生长温度显著降低，变质效果最好；添加Mo的ADC12铝合金中共晶Al₂Cu的形核温度和生长温度最低。利用特征温度参数评估ADC12铝合金的凝固组织，优化微量元素对Al-Si-Cu合金组织和性能的影响。     

添加重熔料及稀土钇对ZL205A合金铸态组织、热裂性能及凝固特性的影响

研究重熔料及稀土钇对ZL205A合金铸态组织、热裂性能及凝固特性的影响。结果表明:单独和复合添加重熔料及稀土钇都能够细化合金组织,使之变得更加均匀、细小。单独添加重熔料对ZL205A合金相的组成没有影响,但是提高了ZL205A合金凝固过程中液相线温度,增大了固液共存区间,进而增加合金的热裂倾向性;单独添加稀土钇和复合添加重熔料及稀土钇均可使合金凝固过程中液相线温度降低,减小固液共存区间从而有效地改善合金的热裂倾向性,使得热裂抗力由原料ZL205A合金的330N左右分别提高至450和670N左右。除此之外,添加稀土钇后,三角晶界处出现了灰色块状富钇相。     

RE和Al5TiB对消失模铸造B319铝合金组织的影响

利用等离子发射光谱仪、能谱仪、X射线衍射以及金相分析等手段，研究了RE和Al5TiB对消失模铸造B319铝合金组织的影响。研究表明，在消失模铸造条件下，RE的质量分数为0.2%时可使B319铝合金的硅相得到较好的变质，组织中存在珊瑚状的Al2Cu相和文字状的α-Fe相及针对的β-Fe相，且Si相和针状β-Fe相可以作为Al2Cu的形核基底。但当ω（RE）=0.3%时，会出现富稀土的金属间化合物La3Al8Si2。RE还会与Ti发生相互作用形成块状稀土化合物，而对组织产生不利影响。研究结果表明，在采用RE变质的情况下，不宜用Al5TiB中间合金作为细化剂。     

硼化物、富Ce混合稀土对再生Al-Si合金中富铁相变质行为的研究

本文研究了硼化物、富Ce混合稀土对再生Al-Si合金富铁相变质行为的影响。采用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）对试样微观组织进行形貌观察,采用X射线衍射仪分析仪（XRD）、扫描电镜附带的能谱仪（EDS）分别对试样进行相分析与相成分分析,利用差分扫描量热仪（DSC）研究相转变温度。研究表明硼化物可以促进针状β-Fe相向初生α-Fe相转变,且初生α-Fe相尺寸随着硼化物的添加量增加而增大,当硼化物（KBF4）添加量达到1.0%时,开始析出汉字状α-Fe相,汉字状α-Fe相以初生α-Fe相为基底形核并长大;富Ce混合稀土可以抑制初生α-Fe相长大,且能抑制汉字状α-Fe相生成     

La对ADC12微观组织及耐腐蚀性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪等研究了ADC12-xLa(x=0,0.3,0.6,0.9)合金的微观组织及腐蚀性能。结果表明,当La含量从0增加到0.6%时,ADC12合金中的初生α-Al、共晶Si和Al_8SiFe_2相会逐渐细化,且耐腐蚀性能逐渐提高。其原因是La含量低于0.6%时,La在变质过程中会吸附在共晶Si相表面,阻碍了腐蚀电子流动,使合金的耐腐蚀性能提高。而La含量达到0.9%时,合金中会生成大量的La-Al-Cu稀土相,该稀土相会与α-Al发生电偶腐蚀,导致ADC12-0.9La合金耐腐蚀性能降低。     

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。     

富铈混合稀土对再生铝硅合金组织和性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDX)和差分扫描量热仪(DSC)等手段研究了富铈混合稀土对再生铝硅合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:富铈混合稀土能够明显细化合金晶粒,能将粗大的汉字状α-Fe变质为细小的形状,还生成了新的富稀土相。当富铈混合稀土添加量1%(质量分数)时,综合力学性能最佳。     

锰和稀土对电热ZL102合金组织和性能的影响

研究了稀土和锰对电热ZL102合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,Mn可抑制长针状的β-Fe相,使部分针状铁相转变成骨骼状或汉字状的α-Fe相,但针状铁相仍存在;RE元素并不能使长针状的β-Fe相转变成α-Fe相,但它可以使长针状β-Fe相断裂变小;Mn和RE的复合使用可以有效改善铁相形貌,使针状铁相变为小块的骨骼状或汉字状。当加入1.1wt%的锰和0.4wt%的稀土时,合金的微观组织和力学性能同时达到最佳,合金的抗拉强度和伸长率分别达到151.46MPa和2.124%,与未添加稀土和锰合金相比,分别提高了14%和101%。     

近液相线铸造法制备稀土铝合金半固态浆料的研究

采用近液相线铸造法制备含稀土La的ADC12铝合金半固态浆料,研究了稀土La含量、保温时间以及保温温度对ADC12铝合金半固态组织的影响。结果表明:ADC12铝合金通过加入稀土La并在液相线附近进行保温处理,能有效地细化枝晶,促进近球状颗粒的形成。加入质量分数为0.6%的La并在585℃保温15 min制备的ADC12铝合金半固态组织细小、均匀,初生α-Al颗粒呈近球状,共晶Si呈细小颗粒状。     

硼化物、富Ce混合稀土对再生Al-Si合金中富铁相变质行为的影响

研究了硼化物、富Ce混合稀土对再生Al-Si合金富铁相变质行为的影响。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)对试样微观组织进行形貌观察,采用X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电镜附带的能谱仪(EDS)分别对试样进行相分析与成分分析,利用差分扫描量热仪(DSC)研究相转变温度。研究表明,硼化物可以促进针状β-Fe相向初生α-Fe相转变,且初生α-Fe相尺寸随着硼化物的添加量增加而增大。当硼化物(KBF4)添加量达到1.0%时(质量分数),开始析出汉字状α-Fe相,汉字状α-Fe相以初生α-Fe相为基底形核并长大;富Ce混合稀土不仅可以抑制初生α-Fe相长大,且能抑制汉字状α-Fe相生成。     

稀土对Al-2.5Mg合金组织和性能的影响

分析了不同稀土含量对Al-2.5Mg合金微观组织和板材拉伸性能的影响。试验结果表明,稀土对Al-2.5Mg合金具有细化晶粒作用,而且添加量不同,细化能力有所不同;稀土的加入可有效提高铝合金的抗拉强度和伸长率。稀土含量在0.3%时,稀土对Al-2.5Mg合金的细化能力和强度、伸长率作用效果更好;添加过量的稀土形成粗大的针状化合物,对材料性能不利。