富Ce混合稀土对2Al4铝合金铸态组织和性能的影响.pdf

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1、Dec．2014VO

2、．63NO．12垂篙帅煮富Ce混合稀土对2A14铝合金铸态组织和性能的影响蔡郭生，李志龙，陆华峰，郑志伟，陈荣发(扬州大学机械工程学院，江苏扬州225127)摘要：通过金相分析、扫描电镜、能谱分析、x射线衍射及力学性能试验等手段，研究了富ce混合稀土对2A14铝合金铸态组织和性能的影响，以及富ce混合稀土在2A14铝合金中的分布及存在形式。试验结果表明，在富ce混合稀土加入量为0．25％时，2A14铝合金的a(A1)枝晶最细，抗拉强度最高。混合稀土元素主要以ceAl。、LaAl。和Al。cu4Ce相的形式存在于

3、2A14铝合金中，且主要分布在晶界上。关键词：2A14铝合金，富ce混合稀土，晶粒细化，力学性能中图分类号：TGl46．2文献标识码：A文章编号：1001—4977(2014)12—1263一03InfIUenCeSOfCe．RiChMixedREOntheMiCrOStrUCtUreandPrOpertieSOfASCaSt2A14AIuminumA¨OyCAIGuo—sheng，LIZhi-long，LUHua—feng，ZHENGZhi—wei，CHENRong-fa(CollegeofMech锄icalEnginee曲g，Y

4、angztlouUniVersit)r，Yangzllou225127，JiaIlgsu，China)Abs劬Ict：TheinnuencesofCe—richmixedREonthemicrostrIlctureandpropeniesofascast2A14aluminumalloVandthedistributionandexistencefonIlwerestudiedbyusingquantitativemetallography，scanningelectronmicroscopy’energyspectmmanalys

5、is，X—mydimactionandmechanicalperfonTlancetesting．TheresultsshowthatwhentheadditionofCe．richmixedREis0．25％，thedendritic仅一Alphaseisthefinestandthetensiles仃engthisthehi匝est．ThemixedI己EelementsexistinthefonnsofCeAl4’LaAl4andA18Cu4Ceinphasein2A14aluminuma110Vanddistributeon

6、the灯ainboundary．酗rw唧s：2Al4aluminumalloy；Ce—richmixedRE；掣ainrefinement；mechanicalpropeny随着发动机向小型化、轻量化方向发展，铝合金材料在发动机中得到了广泛的应用。2A14铝合金属于Al—cu—Mg系变形铝合金，它强度高、高温性能佳，已广泛用于发动机连杆的制造。但采用2A14铝合金挤压毛料生产连杆锻件时，由于挤压毛料中存在粗晶环，粗晶环会遗留在锻件表层，并随模锻过程中的加热而扩展，使连杆锻件的强度、疲劳性能和抗震性能降低。若将连杆锻造坯料由挤压毛料改

7、为小规格的铸锭，则连杆锻件消除了因挤压毛料粗晶环遗留而造成锻件产生大晶粒的问题，且连杆铸造坯料晶粒越细，其锻件性能越好【“。因此，目前铝合金连杆生产企业大多采用“铸造坯料+模锻成形”。稀土元素在铝合金中具有变质、净化和合金化等作用，本研究探讨富ce、La混合稀土对2A14铝合金连杆铸坯的晶粒细化作用。1试验条件与方法试验合金采用2A14铝锭和A1．10RE中间合金，化学成分如表1、2。合金熔制采用sG一12．12石墨坩埚电阻炉。先将2A14铝锭加热到730℃熔清并保温20min，使熔体温度均匀。然后加入定量的Al一10I也中间合金，

8、待其熔化后用石墨棒搅拌均匀。最后加入o．6％的2R．wJ型无公害精炼剂进行精炼处理，静置保温30min后分别浇入砂型和预热温度为250℃的金属型中，制得砂型试样(咖25mm×100mm)和金属型抗拉试棒(图1)。砂型试样金相分析采用Keller试剂侵蚀，用ⅪP．200型莱卡显微镜进行组织观察，并用Scopephoto软件进行处理算出平均晶粒直径。用xL．30ESEM型环境扫描电子显微镜观察试样的微观结构，并通过EDS能谱分析判定合金中的第二相粒子元素组成。用D8AdVance型多晶x射线衍射仪分析铝合金中稀土的存在形式。经机械加工后

9、的金属型抗拉试棒直径为10mm，拉伸试验是在DNsloo电子万能拉伸试验机上进行的。表12A14铝合金化学成分TabIe1Thechelni∞lcompositionof2A14al删n岫alloyH√％A1SiCuMgZnMnTiN