阴极铝液法制备Al-M-Sc合金组织及其力学性能研究

作者:朱常伟; 刘轩; 曹战民; 薛济来; 郭志超
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铝合金广泛应用于现代工业、交通运输、航空航天等领域。微量添加合金元素钪可进一步改善其加工和使用性能。Al-m-sc合金是在阴极铝液法熔盐直接制备的。在电感耦合等离子体原子发射光谱法测量Sc的含量,在金相显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观察Sc的外观,在X射线衍射(XRD)和显微硬度的试验研究表明,在相同的电解条件下,二元合金阴极铝电解合金中的Sc含量高于高纯铝阴极电解合金Sc(质量分数为0.41%),Al-5li阴极铝电解合金中的Sc含量可达到1.25%。Al-m-sc合金包括Al3Sc相二元Sc、CuAl三元W(Sc)相和alsi2sc2相。这与添加合金元素以增加阴极铝溶液的过热度并加强其扩散有关。Sc位于Al3Sc相,由Al-5Mg-Sc、Al-7Zn-Sc和Al-5Li-Sc的合金制成,Al3Sc和W-(Al、Cu、Sc)由Al-4Cu-Sc的合金制成,Al Si2Sc2相由Al-7Si-Sc的合金制成。Al3Sc相呈立方体、三角锥体和星形。W-(Al,Cu,Sc)相呈絮状,并通过棒簇连接。围绕着巨大的Al Si2Sc2相有两个阶段。Al3Sc相、三元W-(Al、Cu、Sc)相和Al Si2Sc2相的硬度明显高于合金基体,其硬度分别达到289.9114.2和162.0kg-mm-2。