稀土Sc對(duì)A356合金微觀組織和力學(xué)性能的影響.pdf

1、本文主要研究了稀土Sc對(duì)A356合金凝固組織和力學(xué)性能的影響。通過(guò)向A356合金中添加不同量的稀土Sc進(jìn)行變質(zhì)處理，研究稀土Sc對(duì)A356合金凝固組織中初生α-Al和共晶Si的變質(zhì)機(jī)理，以及稀土Sc對(duì)提高A356合金力學(xué)性能的作用機(jī)理。所得主要結(jié)果與結(jié)論如下:
　　1.通過(guò)往A356合金中添加0.1～0.3wt％稀土Sc，研究稀土Sc對(duì)A356合金初生α-Al相的影響。結(jié)果表明:當(dāng)加入0.2wt％Sc時(shí)，A356合金中的初生α-A

2、l相由未變質(zhì)時(shí)的粗大樹(shù)枝晶變?yōu)榧?xì)小樹(shù)枝晶、等軸晶，尺寸顯著減小。當(dāng)Sc含量為0.3wt％時(shí)，初生α-Al相的形狀因子由未變質(zhì)時(shí)的0.49增加到0.8，晶粒形狀逐漸變得圓整。稀土Sc能夠顯著細(xì)化α-Al晶粒的機(jī)理是稀土Sc添加到A356合金中，生成了Al3Sc，其與α-Al基體形成共格關(guān)系，可作為α-Al相的異質(zhì)核心，細(xì)化晶粒。
　　2.在A356合金中添加0.1～0.3wt％稀土Sc，研究稀土Sc對(duì)A356合金共晶Si的影響。結(jié)果

3、表明:稀土Sc的添加使共晶Si的形貌發(fā)生了顯著改變，當(dāng)加入0.2wt％Sc時(shí)，A356合金中共晶Si由未變質(zhì)時(shí)的針片狀變?yōu)槔w維狀、蠕蟲(chóng)狀。DSC熱分析表明:稀土Sc使得A356合金的共晶溫度降低，含0.1％Sc及0.2％Sc的A356合金的共晶溫度由未變質(zhì)時(shí)的590.2℃分別下降為587.8℃、584.5℃。加入稀土Sc后，增加了共晶過(guò)冷度，提高了共晶形核率。同時(shí)較大的共晶過(guò)冷度抑制了共晶Si的生長(zhǎng)。稀土Sc在共晶Si形核時(shí)富集在共晶S

4、i固-液界面的前沿，改變了共晶Si的生長(zhǎng)方式。
　　3.研究了稀土Sc對(duì)鑄態(tài)A356合金力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:當(dāng)加入0.2wt％Sc時(shí)，A356合金的抗拉強(qiáng)度由未變質(zhì)時(shí)的170.43MPa增加到210.58MPa，延伸率由4.9％上升到6.5％，硬度由58HB提高到67.5HB。繼續(xù)提高Sc含量至0.3wt％時(shí)，A356合金的力學(xué)性能開(kāi)始有下降的趨勢(shì)。在A356合金中添加0.2wt％Sc可獲得最佳的力學(xué)性能。
　　4.研

5、究了熱處理對(duì)含Sc的A356合金組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:含0.2wt％Sc的A356合金在固溶時(shí)效熱處理后，其組織中的共晶Si由鑄態(tài)時(shí)的纖維狀變?yōu)轭w粒狀。含0.2wt％Sc的A356合金在固溶時(shí)效熱處理后，其抗拉強(qiáng)度由鑄態(tài)時(shí)的210.58MPa提高到292.21MPa，延伸率由6.5％上升到7.1％。含0.3wt％Sc的A356合金在熱處理后，其抗拉強(qiáng)度及延伸率同樣較鑄態(tài)時(shí)得到提高。經(jīng)分析:含Sc的A356合金在固溶時(shí)效熱處理后