复合微合金化和快速凝固对亚共晶Al-Si合金组织与性能的影响及其机理研究

发布时间：2024-04-26 05:24

　　材料轻量化是交通运输、航空航天等行业发展的新方向,铝合金因其质轻、比强度高、耐腐蚀性良好等优点成为轻量化发展的优选材料。随着社会需求的不断增加,对铝合金的性能要求也越来越高,开发新型高强轻质铝合金成为如今轻量化研究的热点。本论文以亚共晶Al-3Si合金为基础,添加稀土元素Sc和其它合金元素Mg、Cu、Zr对其进行复合改性,采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)和原子力显微镜(AFM)等手段,系统地研究了合金经微合金化、T6处理和快速凝固处理后组织、性能的演化规律和机理,以及不同工艺协同作用的影响及相关机制,得到以下主要结果:(1)Sc元素对亚共晶Al-3Si合金存在双重的影响,包括对晶粒的细化作用和对共晶Si相的改性作用。随着Sc含量的逐步递增,合金的晶粒由粗大的树枝晶向细小的等轴晶转变,共晶Si相由连续的片状形态逐渐转变为不连续的纤维状形态。Sc含量为0.6 wt.%时,合金的晶粒尺寸最小,此时合金内部存在着形状规则的粒子,其为初生Al₃(Sc,Zr)相,在合金凝固的过程中起异质形核核心的作用。合金...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1Al-Si二元合金相图

图1.1Al-Si二元合金相图[16]Fig.1.1ThephasediagramofAl-Sibinaryalloy

图1.2ZL102合金经过Sr变质处理前后的显微组织：(a)未添加Sr元素；(b)0.03wt.%Sr；(c)0.05wt.%Sr；(d)0.07wt.%Sr[18]

31.2ZL102合金经过Sr变质处理前后的显微组织：(a)未添加Sr元素；(b)0.03wt.%(c)0.05wt.%Sr；(d)0.07wt.%Sr[18]g.1.2OpticalmicrographsofZL102alloyswi....

图1.3Al-Sc二元相图：(a)第一次报道的Al-Sc二元相图

第一章绪论.3.2Al-Sc二元体系原苏联科学家于1964年在美国召开的一次国际会议上第一次报道了完整l-Sc相图，如图1.3(a)所示，Al、Sc两种元素组成了Al3Sc、Al2Sc、AlSc、Al种平衡的金属间化合物相。Al和Al3Sc是一对热力学平衡....

图1.4Al-Sc相图中Sc在Al中的固溶度曲线图

合肥工业大学博士研究生学位论文多数实际情况下，合金的凝固通常发生在非平衡的条件下。因相组成可能与平衡相图所预测的不同。对于冷却速率为100K而言，此时合金的相图为亚稳定凝固的状态下的相图。共晶反应条件下降低了3～4℃，共晶点的成分接近于0.6wt.%～0.7w中的....

本文编号：3964776