稀土元素对连续铸挤Al-Mg-Si合金组织性能的影响

摘要

目的 制备6201(Al-Mg-Si)加稀土的6种铝合金线材,以获得合金细化的组织,高的强度和导电率.方法 借助光学显微镜、透射电镜、X射线分析、扫描电镜和微机控制的拉伸机等手段,研究稀土元素La,Ce,Y,Sc,Er对连续铸挤6201铝合金微观组织、力学性能和导电性能的影响规律.结果 组织观察发现,Sc对晶粒细化效果最明显,横断面晶粒尺寸小于50μm,Ce次之,晶粒尺寸为100μm,添加La,Er的合金晶粒尺寸为100~150μm,而添加Y的合金晶粒尺寸大于200μm;对6201合金晶粒细化由强到弱的顺序为:Sc,Ce,La,Er,Y.TEM研究发现,含Ce合金中存在含Si和Ce的第二相颗粒和位错.XRD研究发现,含Ce的合金中,α-Al,Fe3Si,Al12Mg17,SiO2,AlCe3,Ce5Si3相存在.SEM断口观察发现,含Ce合金的断裂机理为韧性断裂.力学性能研究发现,含Sc的试样抗拉强度最高,为245 MPa,含Ce试样次之,为238 MPa,且含稀土元素La,Er,Y的抗拉强度均低于216 MPa,6201合金抗拉强度为192 MPa,说明稀土元素对合金具有强化作用;导电性能研究发现,添加稀土的6201合金的导电率介于43.5IACS%~48.5IACS%之间,含稀土的试样导电率低;稀土元素对导电率影响由高到低的顺序为Y,La,Ce,Er,Sc,其中Sc降低导电率的程度最大.结论 稀土元素对6201合金具有强化作用但对合金的导电率有不利影响.