Sm元素对Al-Mn-Si-Fe-Cu翅片合金显微组织与性能的影响

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Al-Mn-Si-Fe-Cu合金是一种广泛应用于汽车散热器翅片的热传输材料,具有比重小、比强度大、耐腐蚀的特点。稀土元素在改良铝合金性能方面是一种较为有效的添加剂,具有细化晶粒、提高合金强度的作用。本文系统研究了不同含量Sm元素的添加对模拟钎焊态和退火态Al-Mn-Si-Fe-Cu合金显微组织、力学性能和腐蚀电化学性能的影响,得出的主要结论如下:(1)对于模拟钎焊态合金,Sm元素的添加能使晶粒尺寸得到一定程度的细化。当Sm元素的添加量在0.5%时,晶粒细化作用最明显。进一步增加Sm元素的含量,晶粒细化作用有所减弱。合金中的第二相主要是Al6(Mn,Fe)Si相,含Sm第二相为Al2Sm相和Al10Cu7Sm2相。当Sm添加量为0.5%,第二相较为细小且球化。Sm的添加对力学性能有一定的提高。相比Sm添加量为0.3%和0.8%的合金,当Sm元素添加量为0.5%时,合金具有较好的综合力学性能。合金的断裂机制为韧性断裂,断口有较多的韧窝。合金在0.5%NaCl和3.5%NaCl溶液中的腐蚀以点蚀为主,析出相腐蚀电位比基体电位更负,第二相周围铝基体优先腐蚀,形成点蚀坑的形貌。Sm元素的添加能使合金的第二相细小球化,在一定程度上能提高耐蚀性能。当Sm元素的添加量从0.3%增加至0.5%时,合金的腐蚀电位正移,合金耐蚀性有所改善;当Sm添加量增至0.8%时,腐蚀电位大幅度负移,耐蚀性下降。(2)合金经过退火处理后,合金第二相仍然主要是Al6(Mn,Fe)Si相,还有少量的含Sm相。在Sm元素添加量为0.5%的合金中晶粒尺寸和第二相相对细小,说明Sm元素的添加对晶粒细化有一定促进作用。合金经退火处理后,合金有所软化,综合力学性能下降。三种合金中,添加0.5%Sm的合金晶粒尺寸最为细小,因而力学性能相对较好。退火态的三种合金腐蚀均以点蚀为主。在Sm元素添加量为0.3%和0.8%的合金中能发现一些尺寸较大的第二相,在第二相周围的铝基体腐蚀较为严重,留下面积较大、深度更深的腐蚀坑,因而这两种合金的腐蚀电位相对较负,腐蚀电流密度也更大。(3)在三种合金中,Sm元素添加量为0.5%的综合性能较好,其晶粒组织相对Sm添加量为0.3%和0.8%的合金更为细小;在三种合金中,Sm元素添加量为0.5%的合金力学性能和电化学性能最优。
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