微量Zr对过共晶Al-20Si合金微观组织和力学性能的影响

摘要：

利用光学显微镜、扫描电镜/能谱、X衍射分析仪及力学性能测试等手段,研究不同添加量的Zr(0.15%, 0.3%, 0.45%, 0.6%)加入Al-20Si合金后对微观组织和力学性能的影响.结果表明:Al-20Si合金中添加微量Zr能使合金中初生硅形态从粗多边形和星形细化为细小多面体形状,并逐渐球化;共晶硅形态从粗大片状、针状结构变为离散颗粒细纤维结构.当Al-20Si合金中的Zr添加量为0.3%时,其细化变质效果最明显,初生硅平均长径比由1.71降至1.26,共晶硅平均长度由20.6 μm降至8.7 μm.此时,合金的拉伸强度和伸长率分别由初始的89.4 MPa和0.67%增至132.1 MPa和1.2%,分别提高了47.8%和79.1%.从XRD和EDS分析结果可知,Al-20Si合金中加入Zr元素形成了Al4Si5Zr3合金相.由断口分析可知,添加Zr形成的Al4Si5Zr3相使合金颗粒弥散并形成了钉扎强化,从而使其力学性能得到显著提升.

关键词：Al-20Si合金、微量Zr、第二相、细化变质、力学性能

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分类号：TG146.2(金属学与热处理)

资助基金：广西自然科学基金资助项目2017GXNSFAA198271;广西有色金属及特色材料加工重点实验室项目GXYSYF1812;广西教育厅科研项目2018KY0034;广西创新驱动项目AA17202011-1;东莞市社会发展重点项目20185071401604

在线出版日期：2019-12-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2266-2276