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稀土元素对A413.0铝合金微观组织的影响

一、选题简介、意义

共晶合金中的A413.0铝合金，是现在工业生产用量极多的一种合金但是由于一些缺陷。A413.0铝合金的力学性能受到了很大影响。影响A413.0铝合金的因素主要有三个：一是，粗大且不均匀的枝晶存在于未变质的铝合金中；二是，针片状的共晶组织在未变质的铝合金，影响到铝合金的强度；三是，A413.0铝合金中含量达到1.2wt%的Fe元素，铝合金中最常见的杂质元素是Fe。

本文主要是对于改善A413.0铝合金中β-Fe、共晶i及α-Al相的显微组织进行研究。

二、课题综述

1、课题研究内容

研究了稀土、富铈稀土和T6热处理对A4130铝合金显微组织的影响。通过在稀土元素A413.0铝合金中选择稀土和富铈稀土元素，找到了稀土的最佳添加量。铝合金的显微组织得到了很大的改善，显微组织得到了改善。通过T6热处理工艺细化ER

2、主要问题

（1）组织缺陷

（2）粗大不均匀的枝晶存在于未变质的铝合金中

（3）针片状的共晶组织严重影响铝合金的强度

（4）A413.0铝合金中大量的杂质元素Fe

3、预期目标

改善A413.0铝合金中的显微组织

4、研究步骤

（1）进行各方面的调研，根据实际操作经验和意见，结合相关知识，完成任务

（2）设计实验、设计检测方案；

（3）分析数据，综合出稀土元素对A413.0铝合金微观组织的影响

（4）撰写毕业设计论文，完成答辩工作。

三、设计（论文）体系、结构（大纲）

目录

第一章绪论 7

1.1铝合金简介 7

1.2铸造铝合金中合金元素的作用 8

1.3铸造铝合金的变质处理 8

1.4课题研究意义与内容 10

1.4.1课题研究意义 10

1.4.2研究内容 11

第二章实验方法 12

2.1实验原料及设备 12

2.1.1实验原料 12

2.1.2实验设备 12

2.2实验步骤及方法 12

1、A413.0铝合金的配料、熔炼及浇注过程 12

2、金相试样的制备及金相拍照 13

3、T6热处理 13

第三章稀土Er对A413.0铝合金组织的影响 14

3.1在铸态下显微组织有何不同 14

3.2T6态下显微组织的变化 16

3.3物相分析 18

3.4小结 25

第四章A413.0铝合金组织在加入稀土Ce后的影响 26

4.1在铸态下显微组织的不同 26

4.2T6态下显微组织的变化 28

4.3物相分析 31

4.4Er与Ce对铸态的比较组织影响 33

4.5Er与Ce对T6态组织影响的比较 34

4.6小结 35

第五章讨论 37

5.1初生α-Al相在加入稀土Er、Ce的影响 37

5.2稀土Er、Ce及T6热处理对共晶Si形貌的影响 38

5.2.1形成晶核机制 38

5.2.2长大机制 38

5.2.3共晶Si在T6热处理后形貌的影响 38

5.3β-Fe相在稀土Er、Ce及T6热处理后的变化 38

致谢 39

摘要

Al－12.6%Si-X共晶合金现代工业运用最广泛的一种是含铁量为1.3%的A413.0铝合金，具有良好的力学性能。但是，组织中α-Al、针状Si和β-Fe的厚度较大，因此A413.0铝合金在现代的应用受到了限制。现在铝合金工业中非常重要的研究课题是消除β-Fe。然而，现在这一问题并没有得到非常有效的解决。本文致力于研究增加ER。通过现代检测手段：X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪等，研究了A413.0铝合金显微组织在Er和富铈混合稀土中的影响，并进行分析。结果表明：稀土的添用量最佳为0.5%。A413.0铝合金加入铸造状态下的0.49%稀土铒后，初生α-Al的相变得更加细小均匀，共晶Si由针状薄板转变为细均匀纤维。一次α-Al相在T6热处理后的变化不多，变化最明显的是共晶Si形态，从纤维状转变为颗粒状，β-Fe相的变化趋势明显。A413.0铝合金的显微组织在稀土铒含量超过0.5%时开始变厚。当添加量为1.0%时是掺铈混合稀土的最佳添加量，变质效果是最好的。在铸造状态下，A413.0铝合金中添加1.0%的富Ce稀土后，初生α-Al的相是细小均匀的，共晶Si从针状转变成细小纤维，这可以在低倍数（200倍）。但针状β-Fe相在高倍（500倍）下观察没有得到改善。一次α-Al和β-Fe相在T6热处理后的变化不明显。共晶Si的形态变化最明显，从纤维转变为粒状，均匀分布在基体中。可以看出，与富铈混合稀土相比，A413.0铝合金在稀土Er的劣化有较好的改善作用。

关键词：铝硅合金；显微组织；稀土；变质；热处理

 

参考文献

[1]张匀,刘玉林,赵洪思.铝合金的特点及应用.金属学报,1991

[2]中国机械工程学会铸造专业学会.铸造手册.北京：机械工业出版社,1993

[3]陆树荪,顾开道,郑来苏.有色合金及熔炼.北京:国防工业出版社,1993

[4]游敏.铸铝件造型制芯技术的现状与发展.特种铸造及有色合金,1997

[5]KhallfaW,SamuelFH,GruzlesklJE.lronlntermetalllcPhaseslntheAlCorneroftheAl-Si-FeSystem.MetallurglcandMaterlalsTransacTionA,2003

[6]CeschlNil,Boromell,MorrlA,SelfeddlneS.EffectofFeContentandMlcrostructuralFeaturesontheTenSileandFaTigueProperTiesoftheAl-Si10-Cu2Alloy.MaterlalsandDeSign,2012

RavlM,PlllalUTS,PalBC,DamodaranAD,DwarakadasaES.TheEffectofMlschmetalAddlTionontheStructureandMechaNicalProperTiesofaCastAl-7Si-0.3MgAlloyContalNingEXcesslron(upto0.6Pct).MetallurglcandMaterlalsTransacTionA,2002