【摘 要】
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铝合金是工业中应用较为广泛的一类有色金属结构材料,可以应用于汽车、航天、导线等产业上,向纯铝中添加少量的Sc、Zr可以有效的改善铝合金的铸造性能、力学性能和电学性能。本文依据一定比例的Sc、Zr,采用金属模具浇铸法制备了Al-0.2Sc-0.04Zr、Al-0.15Sc-0.07Zr、Al-0.1Sc-0.05Zr三种合金,通过硬度测试、导电率测定、拉伸实验、金相观察以及扫描电子显微镜观察研究了三
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铝合金是工业中应用较为广泛的一类有色金属结构材料,可以应用于汽车、航天、导线等产业上,向纯铝中添加少量的Sc、Zr可以有效的改善铝合金的铸造性能、力学性能和电学性能。本文依据一定比例的Sc、Zr,采用金属模具浇铸法制备了Al-0.2Sc-0.04Zr、Al-0.15Sc-0.07Zr、Al-0.1Sc-0.05Zr三种合金,通过硬度测试、导电率测定、拉伸实验、金相观察以及扫描电子显微镜观察研究了三组Al-Sc-Zr合金在固溶时效处理、形变热处理、搅拌摩擦工艺过程中的组织演变以及力学性能的变化。首先研究了固溶时效对Al-Sc-Zr合金力学性能的影响。Al-Sc-Zr合金在600℃固溶处理24h后形成过饱和固溶体,晶粒大小适宜。Al-Sc-Zr合金在300℃高温时效465min后,析出Al3（Sc,Zr）强化相粒子,合金力学性能提升。Al-0.2Sc-0.04Zr合金的硬度与导电率升高至67.2HV和60.2%IACS;Al-0.15Sc-0.07Zr合金的硬度与导电率升高至55.1HV和58.9%IACS;Al-0.1Sc-0.05Zr合金的硬度与导电率升高至42.3HV和61.1%IACS。其次为了掌握冷轧对Al-Sc-Zr合金固溶时效的影响,对Al-Sc-Zr合金进行了600℃固溶+冷轧变形（20%、40%、60%、80%）+300℃高温时效的形变热处理工艺,经过对比发现80%冷轧变形对Al-Sc-Zr合金的力学性能影响最大。Al-0.2Sc-0.04Zr合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率、导电率分别为235MPa、159.9MPa、6.61%、57.2%IACS;Al-0.15Sc-0.07Zr合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率、导电率分别为221MPa、173.9MPa、8.09%、56.7%IACS;Al-0.1Sc-0.05Zr合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率、导电率分别为212MPa、138.3MPa、8.33%、59.1%IACS。最后研究了搅拌摩擦加工对Al-Sc-Zr合金的影响,通过对比十组参数搅拌摩擦加工后的力学性能得到Al-Sc-Zr合金较适宜的搅拌参数为800rpm×100mm/min。经过搅拌摩擦加工后,Al-0.2Sc-0.04Zr合金的抗拉强度,屈服强度及延伸率分别为109.2MPa、46.5MPa、35.22%;Al-0.15Sc-0.07Zr合金的抗拉强度,屈服强度及延伸率分别为109MPa、47.4MPa、34.78%;Al-0.1Sc-0.05Zr合金的抗拉强度,屈服强度及延伸率分别为104.8MPa、41.2MPa、34.23%。以上所得结论可以为稀土改性铝合金性能提供理论支持。
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