Er对铸态Al-Cu-Si系合金微观组织和力学性能的影响

摘要

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、差示扫描量热仪(DSC)和拉伸实验等测试手段,研究Er对Al-Cu-Si铸造铝合金凝固结晶相析出顺序、种类、形状和数量的影响,并揭示了铸态显微组织与宏观力学性能之间的关系。结果表明:添加Er后,AlCu-Si合金晶粒未出现明显的细化。Er能显著地变质Al2Cu和Si相,使得合金的力学性能大幅提升。Er能够促使富Er相析出。当Er含量在约0.1%(质量分数,下同)时,析出平均长度为8.0~16.0μm的短棒状低Er浓度富Er相;当Er含量超过0.1%时,析出长针状高Er浓度富Er相,其平均长度增加到22.3~43.0μm。Er的合适添加量为0.1%,延伸率较不添加Er时提高了97.8%,抗拉强度提高了26.0%。以Er含量为0.5%的合金为例,Al-Cu-Si合金凝固结晶相析出顺序为α-Al→高Er浓度的富Er相→低Er浓度的富Er相→共晶(Al_(2)Cu+Si)。