稀土元素对Al-Mg2Si合金组织与性能的影响

论文摘要

本课题通过添加不同种类、不同含量、不同混合元素的稀土来研究稀土元素对Al-Mg2Si力学性能和Mg2Si组织形态与分布的影响,并获得提高Al-Mg2Si合金力学性能所需的最佳稀土元素及该元素含量。适量的稀土元素能够明显细化初晶Mg2Si晶粒,改善其形态及其分布,在一定程度上圆整初生Mg2Si,同时抑制共晶相中Mg2Si相的各向异性生长。细化效果最好的是La、Sc,其次是Pr、Gd,次之是Y;对Mg2Si形状影响效果最好的是La,其次是Gd,再次是Pr、Sc、Y。La能完全变质初晶Mg2Si,而Sc变质不完全,Y、Pr、Gd元素变质也不完全。当稀土元素加入0.2%时,大多都能够在一定程度上抑制初晶Mg2Si树枝晶生长,使初晶Mg2Si均匀分布。多数稀土元素加入0.6%0.8%时,能使初晶Mg2Si呈规则多面体均匀分布,组织最为细小,初晶Mg2Si组织最好。当稀土含量再增加时,Mg2Si相开始再次呈不规则状,且形成的树枝晶出现偏聚生长;此时因稀土元素聚集在一起而形成RE-Al-Mg2Si化合物,对Mg2Si影响反而减弱。混合稀土铈镧（Ce & La）、镧钇（La & Y）、钪镧（Sc & La）对合金中Mg2Si的影响不尽相同,其中Ce & La混合稀土效果与纯La相似,Sc & La与单种稀土Sc和La影响效果之和类似,La & Y混合稀土的改善效果主要靠其中的La元素,且Y元素会在一定程度上减弱La元素的作用。电磁搅拌能够在一定程度上能使Mg2Si均匀分布,细化Mg2Si初生相,但却又在一定程度上减弱了La元素对初生Mg2Si和共晶Mg2Si的影响。稀土元素对Al-30Mg2Si合金的力学性能影响,随着稀土加入量的增加,合金的各项性能指标——抗拉强度、伸长率和硬度都表现出先增大后减小的趋势。在采用稀土变质时,为了能够更好发挥稀土的作用,更好的变质Mg2Si,必须尽量提高铸件的冷却速度。冷却速度越大,变质效果越明显。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 2Si 金属间化合物的研究概况'>1.1 Mg₂Si 金属间化合物的研究概况
• 1.1.1 金属间化合物
• 2Si 金属间化合物的基本性质'>1.1.2 Mg₂Si 金属间化合物的基本性质
• 2Si 金属间化合物基本性质的研究'>1.1.3 Mg₂Si 金属间化合物基本性质的研究
• 2Si 金属间化合物制备的研究'>1.1.4 Mg₂Si 金属间化合物制备的研究
• 2Si 金属间化合物性能提高的研究'>1.1.5 Mg₂Si 金属间化合物性能提高的研究
• 2Si 金属间化合物应用的研究'>1.1.6 Mg₂Si 金属间化合物应用的研究
• 1.2 稀土元素的性质与应用概述
• 1.2.1 稀土元素的物理化学性质
• 1.2.2 稀土元素的应用
• 1.3 电磁搅拌对合金凝固的影响
• 1.4 铝合金应用及发展概况
• 1.5 本课题研究的目的和意义
• 1.5.1 工艺方面
• 1.5.2 我国实际情况方面
• 1.6 本课题研究的内容
• 第二章 实验方案及内容
• 2.1 实验方案
• 2.2 实验材料
• 2.2.1 稀土中间合金的制备
• 2.2.2 材料的配制过程
• 2.3 实验设备
• 2.4 实验过程
• 2.4.1 熔炼及合金化工艺
• 2.4.2 电磁搅拌工艺
• 2.4.3 金相制备及显微组织观察
• 2.4.4 力学性能测试
• 2Si 合金组织与性能的影响'>第三章 稀土元素对AL-30Mg₂Si 合金组织与性能的影响
• 2Si 在AL基中的存在形式及其影响'>3.1 Mg₂Si 在AL基中的存在形式及其影响
• 2Si 合金组织与性能的影响'>3.2 稀土元素钪（SC）对AL-30Mg₂Si 合金组织与性能的影响
• 2Si 合金组织的影响'>3.2.1 稀土元素钪（Sc）对Al-30Mg₂Si 合金组织的影响
• 2Si 合金中的存在形式及影响'>3.2.2 稀土元素钪（Sc）在Al-30Mg₂Si 合金中的存在形式及影响
• 2Si 合金力学性能的影响'>3.2.3 稀土元素钪（Sc）对Al-30Mg₂Si 合金力学性能的影响
• 2Si 合金组织与性能的影响'>3.3 稀土元素钇（Y）对AL-30Mg₂Si 合金组织与性能的影响
• 2Si 合金组织的影响'>3.3.1 稀土元素钇（Y）对Al-30Mg₂Si 合金组织的影响
• 2Si 合金中的存在形式及影响'>3.3.2 稀土元素钇（Y）在Al-30Mg₂Si 合金中的存在形式及影响
• 2Si 合金力学性能的影响'>3.3.3 稀土元素钇（Y）对Al-30Mg₂Si 合金力学性能的影响
• 2Si 合金组织与性能的影响'>3.4 稀土元素镧（LA）对AL-30Mg₂Si 合金组织与性能的影响
• 2Si 合金组织的影响'>3.4.1 稀土元素镧（La）对Al-30Mg₂Si 合金组织的影响
• 2Si 合金中的存在形式及影响'>3.4.2 稀土元素镧（La）在Al-30Mg₂Si 合金中的存在形式及影响
• 2Si 合金力学性能的影响'>3.4.3 稀土元素镧（La）对Al-30Mg₂Si 合金力学性能的影响
• 2Si 合金组织与性能的影响'>3.5 稀土元素镨（PR）对AL-30Mg₂Si 合金组织与性能的影响
• 2Si 合金组织的影响'>3.5.1 稀土元素镨（Pr）对Al-30Mg₂Si 合金组织的影响
• 2Si 合金中的存在形式及影响'>3.5.2 稀土元素镨（Pr）在Al-30Mg₂Si 合金中的存在形式及影响
• 2Si 合金力学性能的影响'>3.5.3 稀土元素镨（Pr）对Al-30Mg₂Si 合金力学性能的影响
• 2Si 合金组织与性能的影响'>3.6 稀土元素钆（GD）对AL-30Mg₂Si 合金组织与性能的影响
• 2Si 合金组织的影响'>3.6.1 稀土元素钆（Gd）对Al-30Mg₂Si 合金组织的影响
• 2Si 合金中的分布及影响'>3.6.2 稀土元素钆（Gd）在Al-30Mg₂Si 合金中的分布及影响
• 2Si 合金力学性能的影响'>3.6.3 稀土元素钆（Gd）对Al-30Mg₂Si 合金力学性能的影响
• 2Si 组织与性能的影响'>3.7 混合稀土元素铈镧（CE & LA）对AL-30Mg₂Si 组织与性能的影响
• 2Si 合金组织的影响'>3.7.1 混合稀土元素铈镧对Al-30Mg₂Si 合金组织的影响
• 2Si 合金中的存在形式及影响'>3.7.2 混合稀土元素铈镧在Al-30Mg₂Si 合金中的存在形式及影响
• 2Si 合金力学性能的影响'>3.7.3 混合稀土元素铈镧对Al-30Mg₂Si 合金力学性能的影响
• 2Si 组织与性能的影响'>3.8 混合稀土元素镧钇（LA & Y）对AL-30Mg₂Si 组织与性能的影响
• 2Si 合金组织的影响'>3.8.1 混合稀土元素镧钇对Al-30Mg₂Si 合金组织的影响
• 2Si 合金中的存在形式及影响'>3.8.2 混合稀土元素镧钇在Al-30Mg₂Si 合金中的存在形式及影响
• 2Si 合金力学性能的影响'>3.8.3 混合稀土元素镧钇对Al-30Mg₂Si 合金力学性能的影响
• 2Si 组织与性能的影响'>3.9 混合稀土元素钪镧（SC & LA）对AL-30Mg₂Si 组织与性能的影响
• 2Si 合金组织的影响'>3.9.1 混合稀土元素钪镧对Al-30Mg₂Si 合金组织的影响
• 2Si 合金中存在形式及影响'>3.9.2 混合稀土元素钪镧在Al-30Mg₂Si 合金中存在形式及影响
• 2Si 合金力学性能的影响'>3.9.3 混合稀土元素钪镧对Al-30Mg₂Si 合金力学性能的影响
• 3.10 本章小结
• 2Si 组织的影响'>第四章电磁搅拌下稀土元素镧（LA）对AL-30Mg₂Si 组织的影响
• 2Si组织影响'>4.1 电磁搅拌下稀土元素镧（LA）对AL-30Mg₂Si组织影响
• 2Si 合金组织的影响'>4.1.1 稀土镧（La）对Al-30Mg₂Si 合金组织的影响
• 2Si 合金中的存在形式及影响'>4.1.2 稀土镧（La）在电磁搅拌下Al-30Mg₂Si 合金中的存在形式及影响
• 4.2 本章小结
• 第五章结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢