【摘 要】
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铝和铝合金在工业上被广泛应用,而力学性能有时不满足要求,通过添加细化剂细化晶粒来提高力学性能,方便快捷。目前,由于铝资源的日益减少,发展铝和铝合金的回收再利用迫在眉睫。回收过程要经过重熔,重熔后的晶粒细化效果是否长效,直接影响着回收铝的性能。同时,合金的耐蚀性一定程度决定了使用寿命,以及能否长期安全稳定使用。本文研究了Ti、Zr复合添加和重熔对合金组织、力学性能和腐蚀性能的影响,取得了以下研究成果
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铝和铝合金在工业上被广泛应用,而力学性能有时不满足要求,通过添加细化剂细化晶粒来提高力学性能,方便快捷。目前,由于铝资源的日益减少,发展铝和铝合金的回收再利用迫在眉睫。回收过程要经过重熔,重熔后的晶粒细化效果是否长效,直接影响着回收铝的性能。同时,合金的耐蚀性一定程度决定了使用寿命,以及能否长期安全稳定使用。本文研究了Ti、Zr复合添加和重熔对合金组织、力学性能和腐蚀性能的影响,取得了以下研究成果:Ti、Zr复合添加时可以形成Al3Ti、Al3Zr、Al3（Ti,Zr）三种异质形核核心,共同促进晶粒的细化。在纯铝中单独添加Ti、Zr时,无法形成Al3（Ti,Zr）,细化效果相对较差。Ti的细化效果相对Zr更优异。当添加0.5%Ti、0.3%Zr时,合金的平均晶粒尺寸降至77μm,抗拉强度升至78.87MPa,延伸率升至52.2%。当添加0.1%Ti、0.5%Zr时,Zr含量较高易使Al3Zr团聚,使有效形核核心减少,小尺寸的Al3Zr减少,只能形成少量的Al3Ti、Al3（Ti,Zr）,因此细化效果衰退。复合添加Ti、Zr的合金相对单独添加Ti、Zr的合金晶粒细化衰退较少,因为Al3（Ti,Zr）易溶解并形成Al3Ti和Al3Zr,使多次重熔后仍有较多的形核粒子。Ti含量高于Zr含量的合金晶粒细化衰退较少,因为Al3Ti细化效果更长效。由Ostwald熟化导致小的形核核心减少,且Al3Zr易团聚,导致多次重熔后合金力学性能下降。添加0.1%Ti、0.5%Zr时,随重熔次数增加Al3Zr趋于团聚,还形成了立方体状和长条状的粗大相,小尺寸的Al3Zr减少,因此细化效果衰退。重熔后容易引入的Al3Fe、Si杂质也会使合金强度和塑性下降。随Ti或Zr的含量增加,合金耐蚀性逐渐下降,由于作为阴极相的Al3Ti、Al3Zr、Al3（Ti,Zr）粒子增多,使铝基体逐渐溶解。多次重熔后合金耐蚀性下降,因为引入了Al3Fe、Si杂质,且晶粒粗化使钝化膜致密性下降。虽然Ostwald熟化和Al3Zr的团聚使第二相减少,但耐蚀性总体下降。腐蚀产物为呈裂纹状突出于Al基体的Al（OH）3和薄膜状的Al2O3,腐蚀的主要形式是点蚀。较大的点蚀是因为部分尺寸较大的阴极相由于周围的Al基体作为阳极溶解而脱落于基体。
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