《铸造技术》

文章标题:Cu 元素和 RE 含量对耐热铝硅合金组织及 力学性能的影响

文章作者:严兆祥,张耀华,向渴望,吕书林,吴树森,李建宇
关 键 字:耐热铝硅合金; Cu 元素; RE 含量;微观组织;力学性能
文章摘要:
过共晶铝硅合金因其优良的耐热性而受到汽车领域的广泛关注,但随着材料服役环境的日益严苛,进 一 步 提 升 过 共 晶 铝 硅 合 金 综 合 性 能 至 关 重 要 。 针 对 过 共 晶 Al-14Si-xCu-1Ni-0.5Mg-0.5Mn-yRE 合 金 ( 简 称Al-14Si-xCu-1Ni-yRE 合金, x=2 、3 、4 ,y=0.1 、0.3 、0.5 ,质量分数, %) ,通过 X 射线衍射仪 (XRD) 、光学显微镜 (OM) 、扫描电子显微镜 (SEM) 、拉伸测试等表征手段研究了不同 Cu 含量和 RE(La+Ce 混合稀土 ) 含量对 T6 态合金微观组织及力学性能的影响规律。 结果表明,随着 Cu 含量的增加, Al-14Si-xCu-1Ni-0.5RE 合金中富 Cu 相 ( 如 Al 2 Cu 、AlCuNi 相等 ) 数量不断增多,特别是当 Cu 含量添加至 4% 时,合金中 甚 至 存 在 大 量 的 长 针 状 AlSiCuNiRE 相 ,从 而 割 裂 基 体 ,合 金 伸长 率 不断下降,无法满足实际应用需求。 当 Cu 含量为 3% 时, Al-14Si-3Cu-1Ni-0.5RE 合金表现出最佳力学性能,合金的室温抗拉强度为 348.2 MPa 、高温抗拉强度为 180.3 MPa 、室温伸长率为 1.91% 。 此外,随着 RE 含量的不断增加,Al-14Si-3Cu-1Ni-yRE 合金中共晶 Si 的变质效果有所优化, 但长针状富 RE 相也不断增多。 当 RE 含量为 0.3% 时,Al-14Si-3Cu-1Ni-0.3RE 合金的室温抗拉强度、高温抗拉强度和室温伸长率分别达到 354.3 MPa 、 185.5 MPa 和 2.1% .