PDF《——铝合金、镁合金——特种铸造及有色合金》

8],当Sm含量较少时,其主要富集在晶界, 晶内析出相中含鼍较低,因此存在于枝晶间的该化合物 在一定程度也能机械地阻碍晶粒的长大,有利于晶粒的 进一步细化.当Sm含量较大时,在晶内及晶界形成高 Sm含量的较大尺寸的化合物,晶界变厚,Sm在凝固前 沿的成分过冷作用降低,晶粒细化作用减弱[9.10]. 另外,AI―Sm中间合金的变质作用可以改变共晶硅 的形貌,变质处理其实是变质剂使共晶硅从粗大的片状 改变为细小纤维状的过程.未变质时,共晶硅以粗大针 状形态出现,这将严重影响合金的力学性能.尤其是韧 性.变质后,共晶硅变为短棒状、纤维状.稀土元素对 共晶硅的变质机理比较复杂,有人从杂质产生孪晶观点 出发提出稀土原子同硅晶体{111)面上内在台阶相互作 用,使被吸附的稀土原子产生{111)孪晶,孪晶密度增加 使硅的生长方式发生改变,阻碍了硅晶体沿{111}面辅 开长大,抑制了板片状的硅生长.从而使板片状Si晶 体变成分枝密集、而又相互交叉连接的纤维状共晶硅. 未变质的共晶硅呈板片状,TPRE生长机制很少起作 用,而是固有台阶提供了原子堆积的有利条件,成长为 板片状.变质元素的加入消除了硅晶体生长原子堆积 的固有台阶,产生大量孪晶改变为以TPRE机制生长、 出现高密度孪晶,择优方向为[11'

],从而使共 晶硅变为纤维状,且呈多面生长. 3.2 Sm对ADCl2合金力学性能的影响 在ADCl2中加入适量(0.5%~1.0%)的稀土 Sm,其抗拉强度和伸长率均得到明显提高,并且随稀土 含量增多,强化效果越明显,超过1.O%时强化效果下 降.分析认为Sm对合金性能的影响是以下机制共同 作用的结果n引. 3.2.1 细晶强化 适量Sm加入ADCl2合金后,组织得到均匀细化, 晶粒尺寸的减少导致表面积和体积比的增加,从而表面 张力增加,容易导致晶格畸变,增加变形阻力.从而显 著提高合金的室温强度.另外.晶粒的细化使合金在提 高强度的同时.合金伸长率也得到了较大的提高.晶粒 越大,其强化效果越弱.这也可以解释当Sm含量过量 时,因其组织粗大,力学性能相应下降的现象. 3.2.2 异相强化 在含Sm的ADCl2合金中,可能生成的含Sm相 分布于基体和晶界上,在室温下拉伸变形时.成为位错 滑移的障碍.阻止位错的运动(滑移和攀移)从而强化了 合金.当Sm含量过多时,组织中可能生成团聚物,容94 易造成应力集中,削弱其力学性能. 3.2.3 固溶强化 稀土元素能够固溶在a―Al中[z],且溶质原子与基 体金属的原子尺寸相差越大.强化作用越好,由于Sm 的原子半径与铝的原子半径(R‰一0.259 nm,R AI= 0.143 nm)相差较大,所以Sm对于铝具有较好的固溶 强化效果.固溶强化是多方面作用的结果,主要有溶质 原子与位错的化学交互作用、弹性交互作用和静电交互 作用,以及当固溶体产生塑性变形时,位错运动改变了 溶质原子在固溶体结构中以短程有序或偏聚形式存在 的分布状态,从而引起系统能量的升高,由此也增加滑 移变形的阻力.

4 结论(1)ADCl2中添加适量稀土Sm可明显细化合金 晶粒,当添加1.O%的Sm时,细化效果最明显.晶粒圆 整度最好,此时晶粒尺寸约为30|lm.含量达到1.5% 的Sm时,晶粒又变得粗大. (2)Sm添加量为1.O%时对共晶硅细化效果最佳. 当添加量为1.5%时,共晶硅再次变粗大且均匀程度下 降.变质效果减弱. (3)当Sm添加1.0%时,ADCl2合金抗拉强度能 达到220 MPa,伸长率也提高到3.1%,与ADCl2相比 分别提高22%、210%,具有良好的综合力学性能. 参 考文献 [13宋仁国.高强度铝合金的研究现状及发展趋势阅[J].材料导报, 2000.4(1):20―21. [23潘复生.周守则.石功奇.等.我国稀土铝合金的研究和应用[J3.轻 合金加工技术,1990(3):卜12. [33宋东明.陈越.闷洪,等.AI一10RE中间合金生产的工艺选挣[J].特 种铸造及有色合金+1998(4):54-55. [43韩剑,藏起勋.李桂荣,等.稀土钇对7055铝合金铸态组织的影响 [J].材料工程.2009(4):63―67. [5]张向字.熊计.赵国忠.等.稀土L丑对6063铝合金组织与时效性能 的影响[J].有色金属.2010.62(1):1-9. [63杨涤心.高存贞.谢敬氟.等.La对高铝锌合金组织和性能的影响 D3.铸造.2010.59(12):l 341一l 344. [7]王莉挎.焉土无索对某些铝合金组织和性能的影畴[J].轻合金加工 技术.1994.22(9):37―41. [83陈云贵.郭东华.嚣土在锌铝铸造合金中的作用CJ].稀土,1994.15 (5):42-46. [93左秀荣.李立祥.孙海斌.等.稀土对铝合金徽坦组织的影响[J].铸 造技术.2007.28(11):1 473―1 476. 00]孙海竣.左秀荣,傩志国,等.RE对细晶铝靛细化效果的彰畴[J]. 特种铸造及有色合金,2006.26(6):381-383. [11]王正军.Al一10Ce中问合金镧备及其变质效果研究[D].兰州;