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稀有金属2024年第12期:稀土Nd对Al-6.1Zn-2.3Mg-1.7Cu-0.15Zr铝合金铸造组织及性能的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:郝建鹏;闫亮明;柳建国;

单位:内蒙古工业大学材料科学与工程学院;内蒙古自治区轻合金重点实验室;中国铸造协会;

摘要:通过熔铸制备不同稀土Nd含量的Al-Zn-Mg-Cu-Zr-x Nd合金。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)和力学性能测试,研究稀土Nd对铸态合金组织、非平衡共晶相的种类、形貌、各元素分布及力学性能的影响。结果表明:合金铸态组织为典型的树枝状晶,主要由α-Al基体、层片状Mg(Al,Cu,Zn)_2、η(MgZn_2)、极少量浅灰色θ(Al_2Cu)相以及不规则块状Al_8Cu_4Nd相组成;添加稀土Nd引起溶质元素再分配,增加了成分过冷,使得合金的铸态组织得到明显细化;当Nd含量为0.2%时,具有最好的细化效果,综合性能最优,与不含Nd的合金相比,含0.2%Nd合金的二次枝晶臂平均间距和平均晶粒尺寸分别减小了48.1%(53.24μm)和50.5%(258.98μm);室温硬度增长了44.9%(HBW 105.2);室温抗拉强度和延伸率分别增长了34.3%(163 MPa)和44%(2.5%)。

关键词:Al-Zn-Mg-Cu-Zr铝合金;;Nd;;晶粒细化;;微观组织;;显微硬度

基金资助:国家自然科学基金项目(51764043);; 内蒙古自治区科技创新引导项目(KCBJ2018017);; 内蒙古自治区高校“青年科技英才”支持计划(NJYT-20-A16);; 内蒙古自然科学基金项目(2020MS05061)资助