Al-Ti-B-O復(fù)合細(xì)化劑對(duì)A356合金組織及力學(xué)性能的影響研究.pdf

1、本文以A356合金為研究對(duì)象，在合金中加入Al-Ti-B-O復(fù)合細(xì)化劑對(duì)其進(jìn)行細(xì)化處理，采用金相顯微鏡、掃描電鏡、X射線衍射儀、電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)等材料分析測(cè)試手段，研究了Al-Ti-B-O復(fù)合細(xì)化劑添加量、保溫溫度和保溫時(shí)間對(duì)A356合金組織的影響；同時(shí)比較了不同細(xì)化劑對(duì)A356合金的細(xì)化效果；探討了稀土元素Y對(duì)Al-Ti-B-O復(fù)合細(xì)化劑細(xì)化效果的影響，并且測(cè)試了細(xì)化后的合金在鑄態(tài)及熱處理態(tài)下的力學(xué)性能。
　　本研究主要內(nèi)容包

2、括：⑴在A356合金中添加Al-Ti-B-O復(fù)合細(xì)化劑使A356合金粗大的晶粒明顯細(xì)化，二次枝晶間距明顯減小。Al-Ti-B-O復(fù)合細(xì)化劑在A356合金中的最佳添加量、保溫溫度、保溫時(shí)間分別為0.5wt％、730℃、30min。當(dāng)在A356合金熔體中添加0.5wt%Al-Ti-B-O復(fù)合細(xì)化劑后，在730℃下保溫30min時(shí)對(duì)α-Al晶粒細(xì)化效果達(dá)到最好，其平均宏觀晶粒尺寸細(xì)化至210μm，二次枝晶間距減小為13.07μm。當(dāng)添加量超過(guò)

3、0.7wt%、保溫溫度達(dá)到760℃或保溫時(shí)間超過(guò)60min后，都會(huì)導(dǎo)致Al-Ti-B-O復(fù)合細(xì)化劑對(duì)A356合金晶粒細(xì)化效果變差，其中保溫時(shí)間對(duì)細(xì)化效果的影響最大。對(duì)比Al-5Ti、Al-3B、Al-5Ti-1B、Al-Ti-B-O四種細(xì)化劑在A356合金中的細(xì)化效果，Al-Ti-B-O復(fù)合細(xì)化劑細(xì)化效果最好。同時(shí)，Al-Ti-B-O復(fù)合細(xì)化劑加強(qiáng)了Al-10Sr對(duì)共晶Si的變質(zhì)，共晶Si由細(xì)針狀、小塊狀變成細(xì)小的珊瑚狀。⑵在A356鋁

4、合金中同時(shí)添加Al-Ti-B-O復(fù)合細(xì)化劑和Al-10Y中間合金，稀土Y對(duì)Al-Ti-B-O復(fù)合細(xì)化劑細(xì)化二次枝晶有一定的促進(jìn)作用。當(dāng)在A356鋁合金中添加0.5wt%Al-Ti-B-O+0.5wt%Al-10Y時(shí)，對(duì)A356合金組織的細(xì)化和變質(zhì)達(dá)到最好，并且稀土Y能將Al-Ti-B-O復(fù)合細(xì)化劑細(xì)化A356合金的細(xì)化衰退時(shí)間推遲至120min。Al-Ti-B-O細(xì)化劑不影響稀土Y對(duì)共晶Si的變質(zhì)，將粗大長(zhǎng)針狀的共晶Si相變成細(xì)小的珊瑚

5、狀，其變質(zhì)機(jī)理為稀土Y吸附在Si相上，阻礙了共晶Si的生長(zhǎng)。T6熱處理使細(xì)化變質(zhì)后的A356合金中的Si相球化，并且均勻地分散在Al基體中，其中共晶Si的長(zhǎng)寬比由未細(xì)化變質(zhì)前的3.47減小至1.09。⑶室溫拉伸測(cè)試表明，當(dāng)向A356合金中添加0.5wt%Al-Ti-B-O+0.5wt%Al-10Y后，鑄態(tài)和熱處理態(tài)下的抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率均達(dá)到最好。在熱處理態(tài)下，經(jīng)過(guò)細(xì)化變質(zhì)的A356合金的抗拉強(qiáng)度與伸長(zhǎng)率比未細(xì)化變質(zhì)前的分別提高45MPa