國家非常珍惜鋁管行業(yè) 以稀土鋁合金為研究對象,在鑄造鋁合金ADC12、A356.2合金基體中加入混合稀土（La+Yb）,研究了稀土對合金的變質(zhì)細(xì)化效果以及對合金流動性、熱裂性能的影響,設(shè)計出了一種具有低熱裂、高流動性的稀土鋁合金。同時對本文涉及的鋁-稀土二元、三元合金進(jìn)行了熱力學(xué)計算以及形核動力學(xué)分析,最后對稀土鋁合金進(jìn)行壓鑄成型并研究了壓鑄條件下合金的微觀結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能,結(jié)果如下:（1）采用高能超聲法制備中間合金,并采取光鏡、掃描電鏡+EDS以及XRD等方法對中間合金Al-5La-5Yb進(jìn)行了分析,確定了其元素組成以及相組成為Al、La、Yb元素以及鋁-稀土化合物Al11La3、Al3Yb。（2）制備了稀土鋁合金（ADC12+xRE）（x=00.9%,質(zhì)量分?jǐn)?shù)）以及（A356.2+xRE）、對稀土鋁合金的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察和分析并發(fā)現(xiàn):稀土的添加對α-Al起到了細(xì)化作用,當(dāng)混合稀土添加量為0.6 wt.%時,變質(zhì)效果最好。Al-Si合金微觀組織中α-Al以及共晶硅相的形貌尺寸均會影響合金的性能,其次,鋁合金中的鐵相也會對合金的機(jī)械性能產(chǎn)生影響。此外,合金的鑄造性能中,流動性和熱裂性能是非常重要的兩個參數(shù),對于復(fù)雜薄壁件的成型尤為重要。采用壓鑄的加工方式,對混合稀土（La+Yb）在壓鑄條件下對ADC12鋁合金微觀結(jié)構(gòu)的影響以及機(jī)械性能的影響進(jìn)行了研究:對ADC12壓鑄狀態(tài)下的組織進(jìn)行了觀察,發(fā)現(xiàn)合金的壓鑄組織較重力鑄造相比,α-Al晶粒尺寸大大減小,α-Al形貌為尺寸相對較大的薔薇狀、枝狀晶和細(xì)小的球狀晶;合金中的共晶硅相形貌也發(fā)生了變化,與重力鑄造相比,在壓鑄條件下表現(xiàn)為尺寸較小的棒狀、纖維狀。尺寸也相應(yīng)減小,與重力鑄造不同,在壓鑄條件下,合金中的鐵相主要表現(xiàn)為尺寸較大的塊狀α-AlFeMnSi以及尺寸較小的球狀α-AlFeMnSi。在不同的澆注溫度下,晶粒形貌尺寸不同,當(dāng)澆注溫度較高時,由于大量的結(jié)晶潛熱要釋放,凝固時間變長,晶粒尺寸較大,而當(dāng)澆注溫度過低時,凝固前期就有初生α-Al生成,導(dǎo)致晶粒長大。在壓鑄條件下,添加稀土后,合金的力學(xué)性質(zhì)得到了提高,抗拉強(qiáng)度由280MPa提高到了313MPa。延伸率由4%提高到4.5%。從斷口形貌分析,添加稀土前,強(qiáng)度較低,合金以解理斷裂為主,添加稀土后,由于稀土的變質(zhì)作用,晶粒變小,同時在斷口有大量的韌窩出現(xiàn),顯示斷裂機(jī)理為韌性斷裂為主。同時,合金的流動性隨著澆注溫度的升高而增加。當(dāng)添加過量的混合稀土?xí)r合金的流動性也開始下降。ADC12合金的流動性優(yōu)于A356.2合金的流動性。
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