稀土元素铈对6016铝合金均匀化过程的影响

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铝合金由于比重小,经过加工后,强度也较高,在汽车轻量化发展中扮演着重要的角色。经过多年的发展,在汽车零件加工中,铝合金已成为用量最大、应用范围最广的轻质合金。特别是6000系铝合金,被广泛用来生产汽车板代替传统的钢板,铝合金汽车板(auto body sheet)俗称ABS板,用于汽车制造可以显著降低车身重量,较低的车身重量有助于提高乘坐舒适性、节省燃油消耗、减少尾气排放,使车辆更节能环保。因此,ABS板的应用具有显著的经济效益,并且可以有效提高车辆的竞争力。但是,ABS板生产流程长,技术难度大,虽然近一两年,国内刚刚建成了几条ABS板生产线,但不论是产量还是质量,都与国外差距甚大,我国与国外先进ABS板生产水平差距大概有20年。  稀土元素在铝合金中应用非常广泛,但是稀土元素在ABS板材开发研究中的报道并不多见。本文选择6016合金为研究对象,这种合金是ABS板生产材料其中的一种,通过添加单一稀土元素Ce,使用了金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射、理化分析、粒度分析和差式扫描量热等设备和研究方法,研究了稀土元素Ce对6016铝合金铸态及均匀化过程的影响,包括:研究稀土Ce对6016铝合金铸锭的熔点、相变点、组织和第二相的形貌、类型、分布、粒度等的影响;研究了稀土元素Ce对6016铝合金均匀化热处理工艺,包括加热温度和保温时间的影响,以及热处理过程中组织的变化情况。研究结果显示,6016铝合金铸锭组织中含量较多的相有四种:Mg2Si、Al5FeSi、Si、Al8FeMg3Si6,它们的平均直径约为12um,主要分布于晶界处,具有棒状、球状等多种不同的形貌。加入稀土Ce后,合金中还出现了含稀土元素的相,这些相体积较大,呈连续块状分布;稀土Ce对合金均匀化加热温度影响不大,但可以显著缩短合金均匀化保温的时间。
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