稀土Er对汽车轮毂用A356合金组织与力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉伸力学试验机、显微硬度计和透射电镜(TEM)等分析手段,研究了稀土Er含量和时效工艺对A356合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,不同Er含量A356合金的组织都由浅色初生α-Al相和深色共晶硅相组成,随着Er含量(质量分数)从0%增加至0.7%,二次枝晶臂间距逐渐减小,粗大针状共晶硅相逐渐转变为短棒状或者颗粒状,当Er含量为0.7%时合金基体中还发现了针状富Er相;随着时效温度的升高和时效时间的延长,不同Er含量的A356-Er合金的硬度都呈现先增加而后减小的特征,在时效温度175℃、时效时间6 h时,A356-0.3Er合金具有最高的硬度;随着Er含量增加,铸态和热处理态A356-Er合金的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率都呈现先增加而后减小的特征,在Er含量为0.3%时取得最大值,这主要与Er元素的添加可以改善共晶硅相形态,以及起到固溶强化和弥散强化的作用有关。     

微量Er对A356铝合金力学性能的影响

通过添加稀土Er对A356铝合金进行变质处理,再经过T6热处理后利用金相显微试验、硬度测试和拉伸试验探究稀土Er对A356铝合金的力学性能的影响。结果表明,添加少量的稀土Er可以细化A356铝合金的组织,当稀土的添加量w(Er)=0.15%时,α(Al)由粗大的树枝状转变为细小的块状,硅相形貌也有了明显的改善,合金的力学性能得到了较大的提高,其布氏硬度为101.8 HBS,抗拉伸强度为270 N/mm~2,伸长率达到6.69%。     

稀土Er对半固态成形A356合金组织及性能的影响

采用添加稀土元素Er变质处理制备了A356半固态合金,通过对含Er元素A356半固态合金成形铸件的组织观察及硬度测试,研究稀土Er对半固态成形的A356合金组织及性能的影响.结果指出,合金中添加0.1%的Er可以明显的细化合金组织,使初生α-Al由树技晶向细小胞状晶和球状晶转变,同时,添加少量Er可以很好的变质细化共晶硅相,使板块状的共晶硅细化,从而使半固态合金的力学性能得到增强.     

稀土元素Er对5A06铝合金铸态组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪等仪器研究了稀土Er加入量(质量分数为0~0.6%)对5A06铝合金铸态显微组织的影响。结果表明,当w(Er)0.4%时,随着铒含量的增加,晶粒尺寸和枝晶间距均减小;当w(Er)=0.4%时,晶粒细化效果最明显,晶粒尺寸是未加入Er元素时的50%;当w(Er)0.4%后,晶粒细化效果减弱。Er加入合金中主要以Al3Er形式存在,且主要分布在晶界上。Er的添加质量分数在0.2%~0.4%范围内,可提高合金的硬度和拉伸强度,并且伸长率基本不变;Er的添加量w(Er)=0.6%时,强度提高不明显,伸长率下降得比较快。     

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。     

累积叠轧对A356铝合金中共晶硅分布的影响

对A356铝合金在430℃温度下进行了10道次反复叠轧,研究了累积叠轧后合金中共晶硅分布及其对力学性能的影响。用扫描电镜(SEM)分析了合金截面的显微组织和拉伸试样断口的形貌,用电子万能试验机和显微硬度计测试了合金的力学性能和显微硬度。结果表明,经过预轧和累积叠轧处理,α-Al枝晶间呈网状分布的共晶硅逐渐呈定向的条带状分布,最后均匀分布于整个α-Al基体中;随着累积叠轧道次的增加,共晶硅的长、径比减小,共晶硅颗粒之间的距离增大。与铸态试样相比,经过6道次叠轧后A356铝合金的抗拉强度由120 N/mm2提高至220N/mm2,伸长率由4.2%提高至9.77%,显微硬度由53 HV增加到78.5 HV。     

Sc含量对Al-Si铸造合金组织与力学性能的影响

制备了不同Sc含量的Al-Si系A356铸造铝合金,通过金相显微分析、SEM和拉伸性能测试,研究了Sc含量对Al-Si系铸造合金组织与性能的影响。结果表明,随着Sc的适量增加,合金中α-Al基体得到细化效果增强,大部分共晶硅形态由针片状向颗粒状转变,合金的抗拉强度、塑性、硬度值同步提升。当稀土Sc添加量为0.2%时,对合金组织细化效果最佳,合金抗拉强度、伸长率和硬度等力学性能分别提高了24.7%、47.6%和8.7%。当Sc含量超过0.3%后,作用的效果减弱。     

Er含量对ZL201A铝合金组织和力学性能的影响

通过金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能谱仪分析和力学测试,研究了添加Er对ZL201A铝合金的微观结构和力学性能的影响。结果表明,Er的加入使α-Al基体从柱状晶粒转化为细小的等轴晶粒,同时θ相（Al₂Cu）从细小的网络结构转变为弥散细小颗粒结构。当Er含量达到0.4%（质量分数）时,晶粒细化效应达到最大,合金的力学性能最佳;α-Al的平均晶粒尺寸为19 μm;抗拉伸强度和伸长率分别为298.14 MPa和6.56%;断裂模式从脆性断裂转变为韧性-脆性断裂,有利于铝合金的实际应用。当Er含量超过0.4%（质量分数）时,合金的晶粒尺寸增大,力学性能下降。     

富铈混合稀土对A356铝合金凝固组织和力学性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和差示扫描量热法(DSC)等手段研究了富铈混合稀土RE加入量对A356铝合金显微组织、凝固特性和力学性能的影响。结果表明,随着RE含量由0.2%增加到0.6%,初生琢-Al相的体积分数增加、二次枝晶臂间距减小,共晶硅呈细小纤维状。添加0.4%RE时,初生琢-Al相的体积分数为56.4%。DSC升温曲线表明,添加0.2%~0.6%RE使得三元共晶反应的峰值温度和熔化焓减小,共晶熔化峰值温度提高。DSC降温曲线表明,随着RE含量的增加,初生琢-Al相形核温度降低,但是稀土化合物相的存在弱化了其细化效果;共晶反应温度随着RE元素的加入降低了1.9~2.8℃。拉伸实验结果表明,添加RE提高了铸态铝合金的抗拉强度和屈服强度,但是降低了合金的伸长率。     

Y对再生A356铝合金凝固组织及力学性能的影响

采用JMatPro软件、直读光谱仪、金相显微镜、X射线衍射仪、电子万能拉伸试验机和扫描电镜研究了Y对再生A356铝合金凝固组织及力学性能的影响。结果表明，再生A356合金的凝固组织以初生α-Al和颗粒状共晶硅为主。随着Y加入量由0增加至0.5%，合金的α-Al晶粒尺寸逐渐减小，抗拉强度和伸长率逐渐增大；合金中生成的Al₃Y相为α-Al的优良异质形核质点，同时其还对共晶Si起到显著的变质细化作用。     

Yb对A356铝合金显微组织与力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜等研究了稀土Yb对A356铝合金显微组织与力学性能的影响。结果表明,Yb显著细化了A356合金中α-Al的晶粒尺寸,二次枝晶间距从41μm减小到30μm。共晶Si组织由粗大的针状或板条状细化为纤维状。添加Yb的A356铝合金中生成了一种新的AlSiYb金属间化合物。随着Yb含量的增加,A356铝合金的力学性能先增大后减小,当Yb含量为0.2%时,合金的力学性能达到最大值,其抗拉强度为195 MPa,伸长率为4.8%。     

微量锆对铸态A356铝合金组织和性能的影响

A356铝合金中添加微量Zr,研究微量Zr对A356铝合金的组织和性能的影响。研究结果表明,添加0.05%~0.25%Zr能显著细化α-Al枝晶组织,且当0.15%~0.25%Zr时其细化效果能达到最佳,并有利于改善共晶硅分布。SEM分析结果表明,添加Zr在组织中形成块状的含Zr的化合物相,且Zr元素主要分布于晶界处。添加Zr有利于提高铝合金的屈服强度、抗拉强度、伸长率和硬度。     

单独或复合添加Al-5Ti-B、Mn和Sn对A356铝合金滑动磨损性能的影响(英文)

研究添加Al-5Ti-B、Mn和Sn对A356铝合金滑动磨损性能的影响。采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察合金的显微组织和磨损表面。结果表明,Al-5Ti-B晶粒细化的合金具有α(Al)等轴晶组织,比未细化合金具有更好的抗磨损性能。另外,Mn元素的添加能使β-Al5Fe Si转变成α-Al(Mn,Fe)Si相,减少裂纹形成的倾向并提高合金的抗磨损性能。A356合金中添加Sn会形成Mg2Sn相,导致合金不能形成Mg2Si析出强化相;同时软化的β-Sn相会降低合金的硬度并最终降低合金的抗磨损性能。     

不同状态中间合金对A356合金组织的影响

分别采用空气、冰水和液氮3种不同冷却方式制备了Al-4Ti-B和Al-10Sr中间合金,通过3组对比试验分析了不同冷却方式Al-4Ti-B中间合金和Al-10Sr中间合金对A356细化和变质效果的差异.结果表明,同时添加液氮深冷处理的Al-4Ti-B和Al-10Sr中间合金对A356铝合金的细化变质效果最好,α-Al晶粒变为细小等轴晶,共晶硅相变得更加细小圆整,且在α-Al基体中分布更加均匀.     

Al-5Nb-RE-B新型细化剂组织和细化效果研究（英文）

采用熔体反应方法制备了一种新型Al-5Nb-RE-B新型细化剂,研究了Al-5Nb-RE-B细化剂对A356铝合金的细化效果的影响。结果表明,Al-5Nb-RE-B细化剂主要包含α-Al基体相、Al3RE、Nb2A120RE和NbB2 4种相;当Al-5Nb-RE-B新型细化剂添加量为1.0%(质量分数)时,A356铝合金的晶粒尺寸从800μm降到200μm;Al-5Nb-RE-B新型细化剂的添加可以增大冷却速度范围,即新型细化剂具有较低的冷速敏感性。     

含C细化剂和含Sr变质剂对A356铝合金组织的影响

在A356铝合金中分别加入自制的Al-5Ti-0.5C、Al-10Sr和Al-5Ti-0.5C-8Sr三种中间合金,利用SEM以及EDS等手段研究了其对A356铝合金组织的影响.结果表明,添加w(Al-5Ti-0.5C)=0.5%的A356铝合金的晶粒尺寸由1 720 μm减小到530 μm左右,但针片状共晶硅形貌基本没变化;添加w(Al-10Sr):0.4%的A356铝合金的晶粒尺寸减少至1 550 μm,共晶硅由原来的针片状变成了细小的纤维状或颗粒状;当添加w(Al-5Ti.0.5C-8Sr)0.5%后,A356铝合金的晶粒尺寸减小至210 μm,对共晶硅的变质效果与Al-10Sr的相当,Al-5Ti-0.5G-8Sr具有双重的细化和变质效果,没有出现Ti与Sr中毒现象.     

稀土Ce对半固态A356合金流变挤压组织性能影响

采用稀土Ce对A356铝合金进行了变质处理,利用实验室自主研发的强制对流搅拌设备(FCR)制备半固态浆料,将制备的浆料进行挤压铸造。研究了稀土Ce对半固态流变挤压A356铝合金初生α铝相和共晶硅相组织形貌的影响,并探索了Ce含量对流变挤压件力学性能的影响。研究结果表明,稀土Ce的添加细化了初生α铝晶粒和共晶硅相形貌,并且稀土Ce的添加量在0.6%时细化效果最明显;当Ce的质量分数为0.6%时,合金在铸态和T6(535℃固溶8 h+155℃时效5 h)状态下的抗拉强度分别达到了216 MPa和299 MPa,比未添加稀土Ce时分别提高了12.6%和15.2%,伸长率在T6热处理之后也得到了大幅度的改善。     

稀土La对半固态A356铝合金凝固组织的影响

利用Al-La稀土中间合金对液态A356铝合金进行了细化处理,并用低温浇注技术制备了半固态A356铝合金浆料,研究了细化处理对所制备半固态A356铝合金的初生α-Al相形貌和尺寸的影响。结果表明,细化处理的A356铝合金经低温浇注可制备具有颗粒状和蔷薇状初生α-Al相的半固态浆料,稀土La可显著改善半固态A356铝合金中初生α-Al相的晶粒尺寸和颗粒形貌。探讨了稀土La对半固态A356铝合金的初生α-Al相细化机理。     

稀有元素Er对Al-Si-Fe-Co合金组织与性能的影响

利用OM、SEM/EDS、XRD、拉伸及摩损等实验研究稀有元素Er对Al-Si-Fe-Co合金组织和性能的影响。研究表明,Er元素可有效细化Al-Si-Fe-Co合金的富铁第二相;当添加量为0.5wt.%时,α-Al晶粒细化,共晶硅细化效果最佳,抗拉强度160.8MPa,延伸率1.89%,相比于未添加Er的合金提高了5.3%和19.6%。但是,当过量添加Er元素时会析出针状Al3Er相,对块状富铁相变质效果弱化,并使得合金的强度和塑性降低。同时,随着合金中Er元素含量增加,合金磨损率和摩擦系数均出现了提升,当Er添加量为0.5wt.%时,其相对耐磨性能达到最佳。     

细化变质处理对铸造A356铝合金组织性能及共晶硅生长机制的影响

研究了采用新型Al-5Ti-1B-1RE中间合金和Al-10Sr中间合金对A356铝合金进行单一或复合细化变质处理后的组织、力学性能和共晶硅生长机制的影响。结果表明：单一细化变质处理中Al-5Ti-1B-1RE中间合金对A356铝合金中α-Al相有明显的细化作用,合金的强度和维氏硬度显著提高;Al-10Sr 中间合金对共晶硅有强的变质作用,合金的伸长率明显提高;而经复合细化变质处理后α-Al相形状和尺寸变得更均匀细小,晶界更清晰,共晶硅相几乎都转变成更弥散、更细小的纤维状,片层状共晶硅也几乎完全消失,共晶硅长度由铸态40-60 μm降低到1-2 μm之间,达到完全变质效果,其力学性能显著高于铸态、单一细化变质剂处理的A356铝合金。未细化变质的A356铝合金中的共晶Si的生长方式为典型的小平面台阶生长,复合细化变质处理的共晶硅以孪晶凹槽机制生长为主,小平面生长特征逐渐减弱直至消失。