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稀有金属2024年第06期:La元素对铸造Al-4.8Cu合金力学和导热性能的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:宋赵熙;李元东;刘文憬;杨昊坤;曹杨婧;毕广利;

单位:兰州理工大学材料科学与工程学院省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室;兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室;

摘要:以Al-4.8Cu合金为基体,通过加入稀土元素La,研究其对合金组织形貌、力学性能以及热导率的影响。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、 X射线衍射(XRD)、万能拉伸试验机、热传导系数测量仪等分析手段,并结合第一性原理进行表征。结果表明,随着La元素含量的增加,晶粒形貌由树枝晶向等轴晶转变,晶粒尺寸减小,当La元素的含量为0.38%时晶粒的细化现象较为明显,晶粒平均尺寸由不含La元素时的149μm降至69μm。随着La元素含量的增加,合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率和热导率呈现先增大后减小的趋势,La元素含量为0.38%时,合金的抗拉强度、屈服强度达到最大,分别为175.69 MPa和115.20 MPa; La元素含量为0.29%时,合金的延伸率达到最大,为10.04%; La元素含量为0.78%时,合金的热导率达到最大,为210.70 W·m~(-1)·K~(-1),相比未添加La元素时分别提升了43.9%, 43.5%, 60.9%和10.3%。La元素加入过量后产生的Al_4La, Cu_5La相会对合金的力学性能和热导率产生较大危害。

关键词:铝合金;;La元素;;热导率;;力学性能;;第一性原理

基金资助:甘肃省自然科学基金项目(22JR5RA251);; 国家重点研发计划项目(2018YFB2001800)资助