热处理与添加微量La、Cr对G01压铸铝合金组织和性能的影响

《热处理与添加微量La、Cr对G01压铸铝合金组织和性能的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、http://www.paper.edu.cn热处理与添加微量La、Cr对G01压铸铝合金组织和性能的影响马琳，王强，迟长志辽宁工程技术大学材料科学与工程系，辽宁阜新（123000）摘要：本文研究了热处理工艺及添加微量La、Cr对G01压铸铝合金组织和性能的影响，通过力学性能测试、金相组织观察及SEM断口形貌观察，分析了合金热处理及添加La、Cr元素后力学性能的变化规律与金相组织的变化。结果显示：添加La、Cr后合金组织明显细化，当La的含量为0.15%，Cr的含量为0.2%时，合金的力学性能较好。合金在525℃×4h固溶处理后经过180

2、℃×6h时效处理时，合金的综合性能达到最佳。关键词：铝合金；固溶时效处理；力学性能；微量La随着航空、航天技术的发展，铝合金铸件，特别是铝合金压铸件在许多领域中得到了广泛的应用，迫切需要研究强度更高的铝合金铸件。近年来，各国铸造工作者研究出了许多高强度压铸铝合金，其抗拉强度大多达到300—400MPa，少数则达到400—500MPa，但多数处于试验阶段。国内的情况与国际相比仍有很大差距，目前，国内所谓的高强度压铸铝合金[1]一般能达到300MPa左右，且性能及不稳定。本课题旨在通过研究不同的固溶与时效处理工艺，使铝合金中的合金元素最大限度

3、溶入固溶体基体中，以提高压铸铝合金的强度、硬度等力学性能，同时研究了微量元素La和Cr对提高铝合金的力学性能的影响，来满足各种工农业生产，如汽车工业、航空航天事业等需要，推动我国压铸铝合金事业的不断向前发展。1.实验材料及方法实验材料是G01压铸铝合金，自制中间合金AlLa5、AlCr10。合金在SG-5-10坩埚电阻炉中熔炼，在合金中添加微量的La、Cr，采用六氯乙烷（C2Cl6）精炼，三元通用变质剂（40%NaCl+40%NaF+20%KCl）变质，在金属模具中浇注。浇注结束后进行力学性能的测试，选出综合性能最好的一组试样在SX2-8

4、-10中温电阻炉进行热处理。先经过525℃×4h，70-80℃水淬的固溶处理，然后进行时效处理，选取150℃、180℃、210℃三个时效温度分别时效3h，6h和9h，之后取出空冷。热处理后，拉伸试验在WE-30液压式万能试验机上完成，冲击试验在JB-30A冲击试验机上进行，用HB-3000布式硬度计测量试样的硬度，金相组织观察在XJL-02A立式金相显微镜上完成。2.结果与分析2.1La对G01铝合金组织和性能的影响在合金中添加不同含量的La对合金力学性能的影响是不同的，具体结果如表1：-1-http://www.paper.edu.cn

5、表1添加La后试样的力学性能Tab1themechanicalpropertiesofthesampleafteraddedLa2试样编号工艺抗拉强度（MPa）冲击韧性（J/cm）硬度（HB）1原始成分157.4211.668.820.05%La203.321810230.10%La200.1919.69940.15%La225.1420.311250.20%La157.156.889.4根据表1绘制的试样力学性能与La添加量的关系如图1所示：抗拉强度σb/MPa250冲击韧性ak/(J/cm2)硬度(HB)200150性能值100500

6、00.050.10.150.2wt%(La)图1La的添加量与力学性能关系曲线Figure1therelationshipcurveofcontentofLaandmechanicalproperties从图1中可以看出，在试验区域内，La的含量在0-0.15%范围内随着La含量的增加，抗拉强度、硬度、冲击韧性总体呈上升趋势。稀土元素对Al-Si合金有较强的变质作用，且变质具有长效性，变质处理使共晶Si由粗大的片状变成细小纤维状或层片状。当La的含量达到0.15%时，抗拉强度、硬度、冲击韧性均达到了峰值，综合性能较好。当La的含量超过0.

7、15%时，La化合物易变得比较粗大时，出现针状富稀土相，这种针状相起割裂基体的[2]作用，在其界面处易造成应力集中，使合金的硬度和强度降低。因此，添加适量的La可以改善合金的性能。合金的组织是影响力学性能的一个重要因素，添加La后的组织与原始组织的金相照片如图2：-2-http://www.paper.edu.cn（a）300×（b）300×图2原始成分（a）与添加0.15%La（b）的金相组织Figure2Originalcomposition(a)andmicrostructureofadding0.15%La(b)如图2（a）所示，

8、组织较粗大，有明显的树枝晶存在。另外有资料记载，铸造合金中含有较多的合金化元素，也可形成粗大而数量较多的块状、骨骼状组织，分布在铝固溶体晶[3]界或枝晶间，构成枝晶网络。从图2（b）中可以看出