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《Rare Metal Materials and Engineering》:稀土助力Sr变质,提升铝合金性能

时间:2021-01-28
  A356铝合金因其具有良好的铸造性能、焊接性能、耐腐蚀性能以及综合力学性能,因此被广泛应用于航空航天和汽车运输行业。但随着应用领域技术进步和发展,对A356合金性能提出了更高的要求,然而由于其铸态组织中含有粗大枝晶结构和针状共晶硅组织限制了A356合金性能的进一步提高,从而限制了A356合金的应用。
  包头稀土研究院中试基地的研究人员,提出了一种稀土Er和Sr共同变质改善A356合金组织和性能的方法。相关论文以题为“Combining Effect of Er and Sr on Microstructure and Mechanical Properties of As-casted A356 Alloy”发表在Rare Metal Materials and Engineering 期刊上。
  本文通过合成含Er和Sr的Al-10Er-5Sr中间合金,实现同时添加稀土Er和Sr的目的,同时也减少了两种元素在熔炼过程中的烧损。通过研究添加不同含量的Al-10Er-5Sr中间合金对A356合金中α-Al枝晶间距、共晶硅形貌和拉伸性能的影响,并与其他文献中改善A356合金的效果进行对比,分析Er和Sr共同作用机理。研究结果表明,稀土Er和Sr共同变质可减小A356铝合金中α-Al枝晶间距,改善共晶硅形貌,同时提高铸态抗拉强度。与传统的添加Al-5Ti-B和Al-10Sr相比,本论文中稀土Er与Sr共同变质对组织改善和性能提升效果更好。A356合金中添加0.6wt%的Al-10Er-5Sr中间合金对组织改善和性能提升效果最佳,其中α-Al的二次枝晶臂间距减小到20.2um,针状共晶硅转变成细小的纤维状,抗拉强度达到203.5MPa,提升10.7%。
  总的来说,本文提出了一种高效、简便且易于实现的改善A356合金性能的方法。在不改变原有工艺和设备的情况下,只通过合金成分的设计和添加,实现对A356合金性能的改善,从而扩展A356合金在高端产品上的应用。(中试基地  陈志强)

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