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鋁合金中添加Cd提高彌散強化效果
發布時間:2018-11-06 09:16:46發布者:Admin新聞種類:前沿動態

時效硬化鋁合金通過時效能夠顯著提高鋁合金的性能,但當溫度升高時,晶粒粗化、相轉變、溶解等,時效效果變差,因而很難滿足工業應用。在鋁合金中添加Sc能夠顯著提高鋁合金的高溫性能,但由于Sc價格昂貴,成本高,難以廣泛應用。在鋁合金中添加少量Mn和Fe雖然能夠顯著提高鋁合金性能,并降低成本,但仍然難以達到添加Sc時的性能。本文通過添加微量Cd元素實現微合金化,從而提高鋁合金高溫性能(圖1)。

圖1

通過極少量添加Cd(0.05at%)即實現了α-Al(Mn,Fe)Si在鋁合金基體中的彌散強化效果。Cd元素的添加可有效促進分散相的形核過程,從而實現了更高密度的強化相彌散,添加Cd元素后所得合金彌散相密度可達到原基體的兩倍(如圖2)。

圖2

Cd元素的添加會在鋁合金基體中形成極細(2nm)的富Cd納米粒子(如圖3),從而改變了合金彌散相(α-Al(Mn,Fe)Si)形核過程,使其形核過程由位錯促進的非均相形核轉變為由納米富Cd粒子促進的更加均勻的形核過程。

圖3

來源:FengQian, ShenbaoJin, GangSha, YanjunLi. Enhanced dispersoid precipitation and dispersion strengthening in an Al alloy by microalloying with Cd, Acta Materialia, 2018, 157, 114.

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