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化学成分对ZL101A铝合金性能的影响
作者：陈清
来源：《中国科技博览》2012年第35期
[摘要]：ZL101A合金应用比较广泛，属于铝硅合金之一，由于质量轻等特点受到航天及汽车工业的青睐，由于不经过处理的合金性能有时达不到一些工艺的要求，所以需要对合金加入一些化学成分，比如稀土La，同时为了更好地增加ZL101A合金的用途，需要对它进行变质处理，本文研究通过化学成分稀土Ce+Sr 复合变质，研究对合金性能的影响。有的化学成分对合计你是有害的，需要去除，比如fe，本文都有介绍，希望有借鉴作用。
[关键词]：化学成分 稀土 ZL101A铝合金 影响
中图分类号：Q939.42 文献标识码：Q 文章编号：1009-914X（2012）35- 0640 -01
ZL101A 合金是应用较广泛的铝硅合金之一，由于其质轻， 因此特别受到航空航天以及汽车工业的青睐， 尤其是轿车、摩托车轮毂材料几乎都是用ZL101A[1]。未经变质处理的Al-Si合金中，共晶硅呈现出粗大片状或者针状，这使得合金的基体被严重割裂，而且在共晶硅尖端和棱角处容易形成应力集中，导致材料塑性、切削加工性能降低。因此，为了提高Al-Si合金的力学性能，改善合金综合性能，通常需对Al-Si合金进行变质处理。本文主要是在前人基础上研究熔体不除气、不精炼情况下，稀土La对ZL101A合金显微组织及热处理后性能的影响，以及Ce+Sr复合变质的效果和Fe的去除。
一、化学成分稀土La对ZL101A的影响
稀土La对ZL101A合金的影响主要表现在抗拉强度上，研究表明，增大稀土的加入量，抗拉强度也有增大趋势。稀土La加入前，抗拉强度达到261.5MPa，当加入0.2%时，增加抗拉强度到284MPa，增加幅度达到9%。当加入0.4%时，抗拉强度增加到286MPa，增加了10%。随着稀土量进一步的增加，当达到0.6%时，抗拉强度达到318Mpa，为最大值，比未添加稀土前提高了23%，增加幅度明显。之后加入稀土，就会降低抗拉强度，比如，当加入0.8%的La时，合金抗拉强度为300MPa。稀土La还对ZL101A的伸长率有影响，实验证明，伸长率与抗拉强度变化趋势比较一致，随着稀土的加入变化曲线表现为先升高后降低。
基金项目：云南省社会发展科技计划－科研院所技术开发研究专项（2011CF009）。作者简介：闫洪（1961-），男，云南大理人，正高级工程师，主要从事金属材料研究工作。收稿日期：2023-04-15Er和Ce对铸造ZL101A铝合金组织与
力学性能的作用对比研究
闫洪1，2（1.昆明冶金研究院有限公司，昆明650031；2.中铝集团中央研究院昆明分院，昆明650031）
摘要：在ZL101A铝合金中分别加入稀土元素Er和Ce，比较加入两种稀土后合金的组织和力学性能方面的差异。结果表明：在α-Al和共晶Si方面，Er的细化作用明显优于Ce，加入Er可在ZL101A铝合金中形成更加细小和弥散分布的稀土化合物相，使合金的力学性能有较大程度的提高，其ZL101A（Er）合金的抗拉强度达到188MPa，伸长率是6.7%，高于ZL101A（Ce）合金。
关键词：ZL101A铝合金；Er；Ce；组织结构；力学性能中图分类号：TG146.21，TG292文献标识码：A文章编号：1005-4898（2023）06-0017-03doi：10.3969/j.issn.1005-4898.2023.06.04
0前言
铝合金的晶粒细化处理是工业生产中重要的工艺方法。细小均匀的晶粒组织能提高铝合金的力学性能和增强组织致密性，在铝合金中加入稀土元素已成为晶粒细化的有效方法。Ce是铝合金常用的稀土元素，但Ce化合物存在聚集和长大的问题，其细化作用有限；而稀土Er不仅能提高铝合金的强度，而且能较大程度地改善铝合金的塑性。目前，国内已分别研究了Ce和Er对铝合金的细化作用[1-2]，但二者对ZL101A铝合金的组织和性能的对比研究极为少见，尤其是Er和Ce在铝合金中产生稀土化合物的差别还未见报道。由于稀土有各自的优点和不足，采用合适的稀土元素至关重要，对此，本文以ZL101A铝合金为基体合金，研究了稀土Er和Ce的影响，并对二者的作用进行对比和分析探讨，为进一步优化合金性能提供参考。
ZL101A铝合金变质效果研究
铝硅合金在消失模铸造铝合金运用中占有重要位置。而消失模铸造铝合金中，由于初晶硅相、共晶硅相大量存在，以及铝元素的吸氢特性，导致铝合金铸件多种铸造缺陷及铸件机械强度不够。本文通过实验并经过金相检验及力学性能测试证明，在铸造过程中添加变质剂能有效的改善这些问题。
标签：铝合金变质；消失模铸造；金相检验
1 变质处理
铝合金变质处理就是，在铝合金熔铸过程中，加入别的元素，通过这些元素作用于合金中的金属相，使其凝结过程发生一定变化，从而达到细化晶粒或者改变晶粒的形态的作用。现在铸造工业中，选用的变质剂种类比较多，主要有Na盐、K盐、Be盐、稀土类、还有Sr元素等。变质方式主要有以下三种：a.改变、细化初晶硅；b.细化、改变共晶硅；c.改变杂质相。本文所研究的是钠盐和锶合金（含锶10%）对ZL 101A的变质效果。
2 实验
2.1 实验方案
2.1.1 按照日常生产配料熔炼铝水，待铝锭、配料完全溶解，熔炼结束后按照生产工艺继续铝水精炼，精炼结束后将铝水自熔炼炉导入保温炉（在铝水流入保温炉的过程中加入变质剂）待温度达到720℃后保温1小时，在特定的磨具中浇铸检测试样，并浇铸2组（每组3根）拉力试棒。未变质的标注a，钠盐变质为b，锶变质为c。拉力试棒也依次标注a，b，c。
2.1.2 在相同的冷却条件下，待试样完全凝结冷却后，在试样相同部位截取相同长度的试块，并做好标识。拉力试棒的加工按铝合金拉力试棒标准加工车制。
2.1.3 对试样a，b，c进行加磨制，抛光，腐蚀加工，进行金相检测，硬度检测，拉力试棒进行抗拉测试。
2.1.4 对检测结果进行分析研究。
2.2 实验过程及结果
3结束语
金相图片显示，通过钠盐或者锶变质共晶硅的形态基本都被细化了，铝合金的机械性能和硬度得到良好的改善提高。另外该次实验的生产条件下锶合金的变质效果要比钠盐的变质效果好一点，钠盐的变质效果比较缓慢一点，金相图片显
科学中国人
2016年11月RE—Sr复合变质
对滤棒成型机主传动箱ZL101A合金组织及性能影响
栗小兵
许昌烟草机械有限公司铸造分厂
摘要：针对材质为ZL101A烟机主传动箱生产过程中，采用传
统Sr变质处理时，易造成铸件出现皮下针孔、气孔、缩松等铸造缺
陷，本文采用在一定Sr的基础上添加不同量的稀土的复合变质剂
进行变质处理后，研究试样的含气量、显微组织、力学性能，确定稀
土最佳加入量。试验结果表明：当变质剂为0.15%Sr+0.2%RE时，
氢含量0.17mL/100gAl，共晶硅全部转变为细小的点且分布均匀，
成圆球形或短棒状，抗拉强度为：211MPa；硬度为：107HB，组织性
能最佳。
关键词：滤棒成型机主传动箱；ZL101A；复合变质剂；稀土
前言
滤棒成型机主传动箱是滤棒成型机的关键零件，其质量的好
坏直接关系到滤棒成型机整机连续运行和生产的滤棒质量的好
坏。主传动箱用于装配轴承和齿轮等零件，要求其内盛满油，对组
织性能和铸造质量有很高的要求。目前，主传动箱使用的材质为ZL101A。
ZL101A合金属于Al-Si-Mg系合金，具有成分简单、易熔炼、
良好的铸造性能、气密性、焊接性能和加工性能，其铸件具有较高
的强度和良好的塑性与冲击韧度，以及良好的抗疲劳性能和耐腐
蚀性能，在机械、军工、汽车工业和航空航天等领域有广泛的应
用。目前，大多采用Sr作为变质剂，其变质效果好，但易造成铸件
出现皮下针孔、气孔、缩松等铸造缺陷；稀土被称为“工业味精”广
泛应用钢铁行业的变质处理。本文通过添加不同稀土含量的RE+Sr复合变质处理，研究不同含量的稀土复合变质对ZL101A组织和
性能的影响。
1试验内容与方法1.1试验材料
本实验采用工业ZL101A合金成型铝锭，具体化学成分见下
表1，变质剂：Al-10%Sr和稀土中间Al-10%La、Al-10%Ce。
表1实验用ZL101A化学成分Table1UsedoftheZL101Achemical
Si6.85Mg0.33Ti0.14Fe0.093Zn0.021Cu0.006Al
