Ti、Zr、Sc對鋁合金組織及性能的影響.pdf

1、鈧是改進(jìn)鋁合金性能最好的變質(zhì)劑，但是由于鈧價格昂貴并沒有在鋁行業(yè)中廣泛應(yīng)用，所以研究低鈧含量而高性能的鋁合金具有重要的實際意義。本論文通過在鋁中分別或復(fù)合添加Ti、Zr、Sc，研究了其細(xì)化和強(qiáng)化機(jī)理。又在此基礎(chǔ)上研究了試樣擠壓變形后的微觀組織、力學(xué)性能性能及合金的再結(jié)晶行為。最后研究了在實驗室電解槽中加入氧化鋁時同時加入其他金屬氧化物，直接電解法生產(chǎn)Al-Ti-Zr和Al-Ti-Zr-Sc合金的可行性。研究得出以下結(jié)論： (1)

2、 當(dāng)0.09﹪Ti、0.13﹪Zr、0.20﹪Sc聯(lián)合添加到Al中時有較強(qiáng)的細(xì)化能力，晶粒直徑達(dá)到160 μm，細(xì)化效果勝于0.13﹪Zr和0.20﹪Sc或者0.09﹪Ti和0.20﹪Sc聯(lián)合添加。當(dāng)Sc含量增加到0.25﹪后，采用0.2﹪Zr和0.25﹪Sc復(fù)合添加對Al有較強(qiáng)的細(xì)化效果，晶粒直徑達(dá)到178μm，細(xì)化效果勝于0.20﹪Sc和0.03﹪Ti聯(lián)合添加；當(dāng)0.03﹪Ti、0.2﹪Zr和0.25﹪Sc聯(lián)合添加時，細(xì)化效果最好，

3、晶粒直徑達(dá)到148μm。 (2) 0.25﹪Sc添加到鋁中時，對擠壓變形后的合金的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度提高非常顯著，分別由63MPa提高到173MPa，47MPa提高到139MPa，而延伸率下降較大，由50﹪降為20﹪。Al-0.25﹪Sc和Al-0.03﹪Ti-0.25﹪Sc合金強(qiáng)度相當(dāng)，均比Al-0.2﹪Zr-0.25﹪Sc和Al-0.03﹪Ti-0.2﹪Zr-0.25﹪Sc合金強(qiáng)度大。 (3) Al-0.03﹪Ti-

4、0.25﹪Sc和Al-0.25﹪Sc合金再結(jié)晶開始溫度在400℃-500℃之間，而Al-0.2﹪Zr-0.25﹪Sc和Al-0.03﹪Ti-0.2﹪Zr-0.25﹪Sc合金的再結(jié)晶開始溫度在500℃以上。400℃恒溫時效時，Al-0.25﹪Sc合金在120h后其纖維組織已經(jīng)模糊，且硬度下降較大，已完全再結(jié)晶，Al-0.03﹪Ti-0.25﹪Sc時效120h后為部分再結(jié)晶，而Al-0.2﹪Zr-0.25﹪Sc和Al-0.03﹪Ti-0.2

5、﹪Zr-0.25﹪Sc幾乎沒發(fā)生再結(jié)晶。500℃恒溫時效時，Al-0.03﹪Ti-0.25﹪Sc和Al-0.25﹪Sc在時效72h后硬度接近最小值，已完全再結(jié)晶，而Al-0.2﹪Zr-0.25﹪Sc和Al-0.03﹪Ti-0.2﹪Zr-0.25﹪Sc在120h時效后，為部分再結(jié)晶。 (4) 在實驗室中模擬工業(yè)鋁電解槽的電解過程，通過加入氧化鈦、氧化鋯及氧化鈧，可以電解制得Al-Ti-Zr合金和Al-Ti-Zr-Sc合金，所以，直