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A356合金具有质量轻、比强度高、耐腐蚀、铸造性能优良等特点,在汽车制造与国防工业领域得到了广泛的应用。但是A356合金组织在凝固时容易形成粗大针状共晶硅,在受力时易引起应力集中,严重损害合金力学性能。化学元素变质方法因其变质简便高效,广泛应用于工业铝硅合金生产中。本文选用稀土铒(Er)元素,研究了变质元素含量对A356合金中共晶硅形貌与尺寸的影响,分析了变质剂添加量对合金微观组织与力学性能的影响;讨论了冷速、变质温度、保温时间与Er元素交互作用对硅相形貌的影响,寻找最佳变质参数;通过Er与P交互实验讨论其变质机制。综合实验与理论分析,本文取得的研究成果如下:1.Er元素对A356合金有一定变质作用,可将共晶硅形貌由粗大片层状转变为珊瑚状,有效细化共晶硅,改善其纵横比,其最佳加入量为0.3%。稀土Er元素的加入,提高了T6热处理对硅相的球化效果。合金中Er含量为0.3%时,合金由脆性断裂转变为韧性断裂,铸态与T6热处理后的合金质量指数分别提升了37.2%与23.3%。2.系统研究了冷却速度、变质温度、保温时间等实验参数对变质合金中共晶硅形貌的影响。研究发现共晶硅的变质效果与冷速有关,随着冷速的提高,共晶硅的变质效果越好。通过变质温度与保温时间的实验,发现Er元素在740℃保温,保温时间30分钟时变质效果最好。提高变质温度与延长保温时间容易导致变质元素氧化,失去变质效果。对Er元素变质后合金进行反复重熔,发现重熔3次以内,共晶硅的变质效果未衰退。3.通过Er与P元素在高纯Al-7Si合金中的交互实验,发现Er元素无法变质高纯Al-7Si合金中共晶硅的形貌。当合金中加入P元素时,共晶硅发生粗化。EDX分析表明Er元素可以通过形成Al-Si-Er金属化合物包裹AlP颗粒,或者固溶于AlP颗粒内,抑制其形核效果。合金完全变质所需Er元素的含量与基体所含P元素的量成正比。热分析表明Er元素通过抑制共晶硅形核,降低共晶反应平台,提升再辉温度,最终增大过冷度。而过冷度增大促进共晶硅形貌转变,说明Er元素变质主要是通过抑制形核来完成的。透射照片显示,Er元素变质后的共晶硅基体内的孪晶相互平行,表明Er元素变质与Sr、Na元素的变质方式不同,可能仅通过毒化形核方式变质共晶硅。