论文部分内容阅读
Al-Si-Mg三元合金是在Al-Si系二元合金的基础上适当降低含硅量而添加少量镁而成,加入Mg可形成Mg2Si相,能显著提高合金的时效强化能力,改善力学性能。ZA17SiMg铝合金成分简单、容易熔炼,具有良好铸造性能、气密性、焊接性能和加工性能,因此,应用广泛。铁是铝硅合金中最主要的杂质元素,硬而脆的针状Fe相会大幅降低铝硅合金的力学性能,因此,改善Fe相形貌成为降低其危害性的重要技术途径。RE及单一Ce作为变质剂,能够细化共晶硅和a-A1晶粒,但其对高铁铝硅合金中针状铁相的变质作用的相关报道较少。此外,Sr也能细化共晶硅,改善铁相形貌。关于RE+Sr复合变质的研究虽有报道,但对其变质效果的观点却并不一致。本文以高铁ZA17SiMg为基体,通过加入Ce、RE及RE+Sr制备试样,并采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、电子探针(EPMA)和INSTRON5882电子万能材料试验机等现代测试手段,研究了Ce, RE及RE+Sr复合变质对高铁铝硅合金的微观组织和力学性能的影响,分析了添加元素对合金中Fe相的改善作用机制和对α-Al枝晶及共晶硅相变质作用的机制。所得到的主要结论如下：(1)适量的Ce对高铁铝硅合金中的针状Fe相有较明显的抑制作用。Ce的加入能够有效的改善铸态高铁铝硅合金共晶硅的形貌,使其由粗大的片状转变为细小的短针状,同时α-Al晶粒也得到细化。RE及RE+Sr复合对针状Fe相、共晶硅、a-Al晶粒变质效果与Ce类似。(2)过量的Ce、RE及RE+Sr加入后,高铁铝硅合金中易形成大量针状、板块状的稀土金属间化合物,产生过变质现象。(3)适量Ce、RE及RE+Sr可以改善高铁铝硅合金的力学性能,T6热处理使合金的抗拉强度提高。在本试验条件下,合金中加入0.4%Ce、0.36%RE和0.36%RE+0.12%Sr时,对应的铸态抗拉强度达到最大值,分别为146MPa、148MPa和168MPa。经过T6热处理后,其对应的抗拉强度分别为217MPa、211MPa和213MPa。结果表明,在铸态下RE+Sr的复合变质效果要好于单一Ce或RE；T6处理后,三种变质处理的变质效果相差不大。