钇元素对Al-7%Si合金变质过程的影响（稀土变质亚共晶铝硅合金）.doc

沈阳航空航天大学

材料科学与工程学院本科生（综合实验研究）任务书

专业

材料成型及控制工程

班级学号

姓名

题目

钇元素对Al-7%Si合金变质过程的影响（稀土变质亚共晶铝硅合金）

时间

2014.9.1—2014.10.24

课

题

内

容

及

要

求

主要参考资料

罗启全铝合金熔炼与铸造广州:广东科技出版社,2002.09.01

唐定骧刘余九张宏杰稀土金属材料北京:冶金工业出版社,2011.08

接金川钇元素对ZL101A合金组织和性能的影响

刘政谌庆春郭颂铝钇共晶反应及其产物对亚共晶铝硅合金初生相的细化研究

指导教师

王艳晶

日期

2014.9.1

钇元素对Al-7%Si合金变质过程的影响

摘要

本文通过向Al-7%Si合金中加入不同含量的Y元素，研究了Y元素对Al-7%Si组织的影响，通过在光学显微镜下对铸态组织的观察，分析钇元素的加入量及变质时间的改变对铸态组织的影响。

应用Bramfitt提出的方法，计算了Al-Y共晶反应产物Al3Y与α-Al界面的二维点阵错配度，结果显示两者的二维错配度6%，即Al3Y可作为α-Al的异质形核质点，且能达到中等有效形核而起到细化晶粒的作用。[4]

实验结果表明:Al-7%Si合金在750℃保温，在一定范围内随钇的加入量的增加基体α相枝晶逐渐消失和晶粒尺寸逐渐变小;结合二维错配的计算结果，可推断基体α相细化的主要原因为异质形核质点的增加，Al-Y共晶反应产物Al3Y与α-Al的二维点阵错配度在中等有效形核范围内，具有细化合金基体α相的作用;稀土Y可作为Al-7%Si合金中初生α相的优质细化剂。

与此同时，铸态条件下，少量Y元素就可以使Al-7%Si合金的共晶硅分布更加均匀，而且一定量的Y元素可以有良好的变质作用，使尖锐的共晶硅相变质为短棒状或等轴状，极大改善了共晶硅对机体的割裂状况。

另外，通过将钇变质试样与原始铸态试样的宏观观察，Y元素对去除铝合金中气体有显著的效果。

关键词：亚共晶铝硅合金稀土钇显微铸态组织变质处理

Researchon

Abstract:ByaddingdifferentamountsofYelementintoAl-7%Sialloy,thepaperstudiedtheeffectsofYelementsontheAl-7%Sitissue.Byobservingmicroscopecaststructureundertheopticalmicroscope,weanalyzedtheimpactofthecastmicrostructurechangesandtheadditionofyttriumdeteriorationoftime.

ApplyingBramfittproposedmethod,wecalculatethetwo-dimensionallatticemismatchAl-YeutecticreactionproductAl3Ywithα-Alinterface.Theresultsshowthatthetwo-dimensionalmismatch6%ofboth,namelyAl3Yasα-Alheterogeneousnucleationparticle,andcanreachthemiddleandplayaneffectiveroleinthenucleationofgrainrefinement.

Theresultsshowedthat:Incubatedat750℃,Al-7%Sialloyinacertainrangewiththeincreaseintheamountofyttriumaddedtothebaseαphasedendritesisgraduallydisappearingandthegrainsizebecomessmaller.Combiningtheresultsoftwo-dimensionalmismatch,themainreasonweinfermatrixαphaserefinementistheincreaseoftheheterogeneousnucleationparticle