Al-Ti-B-O復(fù)合細化劑對A356合金組織及力學(xué)性能的影響研究.pdf

1、本文以A356合金為研究對象，在合金中加入Al-Ti-B-O復(fù)合細化劑對其進行細化處理，采用金相顯微鏡、掃描電鏡、X射線衍射儀、電子萬能材料試驗機等材料分析測試手段，研究了Al-Ti-B-O復(fù)合細化劑添加量、保溫溫度和保溫時間對A356合金組織的影響；同時比較了不同細化劑對A356合金的細化效果；探討了稀土元素Y對Al-Ti-B-O復(fù)合細化劑細化效果的影響，并且測試了細化后的合金在鑄態(tài)及熱處理態(tài)下的力學(xué)性能。
　　本研究主要內(nèi)容包

2、括：⑴在A356合金中添加Al-Ti-B-O復(fù)合細化劑使A356合金粗大的晶粒明顯細化，二次枝晶間距明顯減小。Al-Ti-B-O復(fù)合細化劑在A356合金中的最佳添加量、保溫溫度、保溫時間分別為0.5wt％、730℃、30min。當在A356合金熔體中添加0.5wt%Al-Ti-B-O復(fù)合細化劑后，在730℃下保溫30min時對α-Al晶粒細化效果達到最好，其平均宏觀晶粒尺寸細化至210μm，二次枝晶間距減小為13.07μm。當添加量超過

3、0.7wt%、保溫溫度達到760℃或保溫時間超過60min后，都會導(dǎo)致Al-Ti-B-O復(fù)合細化劑對A356合金晶粒細化效果變差，其中保溫時間對細化效果的影響最大。對比Al-5Ti、Al-3B、Al-5Ti-1B、Al-Ti-B-O四種細化劑在A356合金中的細化效果，Al-Ti-B-O復(fù)合細化劑細化效果最好。同時，Al-Ti-B-O復(fù)合細化劑加強了Al-10Sr對共晶Si的變質(zhì)，共晶Si由細針狀、小塊狀變成細小的珊瑚狀。⑵在A356鋁

4、合金中同時添加Al-Ti-B-O復(fù)合細化劑和Al-10Y中間合金，稀土Y對Al-Ti-B-O復(fù)合細化劑細化二次枝晶有一定的促進作用。當在A356鋁合金中添加0.5wt%Al-Ti-B-O+0.5wt%Al-10Y時，對A356合金組織的細化和變質(zhì)達到最好，并且稀土Y能將Al-Ti-B-O復(fù)合細化劑細化A356合金的細化衰退時間推遲至120min。Al-Ti-B-O細化劑不影響稀土Y對共晶Si的變質(zhì)，將粗大長針狀的共晶Si相變成細小的珊瑚

5、狀，其變質(zhì)機理為稀土Y吸附在Si相上，阻礙了共晶Si的生長。T6熱處理使細化變質(zhì)后的A356合金中的Si相球化，并且均勻地分散在Al基體中，其中共晶Si的長寬比由未細化變質(zhì)前的3.47減小至1.09。⑶室溫拉伸測試表明，當向A356合金中添加0.5wt%Al-Ti-B-O+0.5wt%Al-10Y后，鑄態(tài)和熱處理態(tài)下的抗拉強度、伸長率均達到最好。在熱處理態(tài)下，經(jīng)過細化變質(zhì)的A356合金的抗拉強度與伸長率比未細化變質(zhì)前的分別提高45MPa