【摘 要】
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稀土元素对铸造Al-Si-Mg合金中共晶Si的变质行为和晶粒细化机理等研究已经比较充分,但有关复合添加Er-Sc稀土元素对Al-Si-Mg合金的影响以及稀土元素改性铸造Al-Si-Mg合金的时效特性研究的报道较少。本文选取Al-7Si-0.3Mg（A356）合金为研究对象,采用偏光显微镜、硬度、拉伸、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）等测试表征手段,研究了单一添加
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稀土元素对铸造Al-Si-Mg合金中共晶Si的变质行为和晶粒细化机理等研究已经比较充分,但有关复合添加Er-Sc稀土元素对Al-Si-Mg合金的影响以及稀土元素改性铸造Al-Si-Mg合金的时效特性研究的报道较少。本文选取Al-7Si-0.3Mg（A356）合金为研究对象,采用偏光显微镜、硬度、拉伸、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）等测试表征手段,研究了单一添加Er以及复合添加Er-Sc对不同热处理状态下Al-Si-Mg合金微观结构、力学性能和时效析出行为的影响。根据实验结果,可以得到以下结论:（1）不同稀土元素添加对A356合金铸态微观结构和力学性能的影响差异明显。单一添加Er使A356合金中的粗大的板片状共晶Si细化为珊瑚状,提高合金的延伸率。而Er-Sc复合添加使板片状的共晶Si纤维化,在使晶粒大小均匀的同时晶粒尺寸明显减小,因此复合添加Er-Sc的A356合金力学性能也最佳。（2）A356合金单一添加Er后,由于金属间第二相增多,造成严重的电偶腐蚀,极化曲线中钝化区消失,合金的耐蚀性降低。但是对于复合添加Er-Sc的A356合金,其钝化区扩大,自腐蚀电位较A356-Er明显正移,因此其耐蚀性比单一添加Er优异。（3）A356、A356-0.2Er和A356-0.2Er-0.3Sc在180℃人工时效时的时效析出行为不同。180℃下人工时效,三种合金的主要强化相均为β"相,稀土元素的添加不会改变A356合金时效析出序列,但是有效地促进了β"相的析出,使得β"尺寸分布更加集中,β"相平均长度更小。因此,A356-Er和A356-Er-Sc合金热稳定性显著提高,同时综合力学性能也得到了提升。（4）250℃高温人工时效下,A356、A356-0.2Er和A356-0.2Er-0.3Sc合金的时效析出序列与180℃不同,在时效后期出现大量的U1/U2/B’/β’这些后期相。但是,稀土元素的添加仍然促进了β"相更细小均匀地析出。另外,复合添加Er-Sc一定程度上抑制了后期稳定相的析出速率。（5）自然时效对A356-0.2Er和A356-0.2Er-0.3Sc合金180℃人工时效有负面影响,合金的峰值硬度和热稳定性降低。A356、A356-0.2Er和A356-0.2Er-0.3Sc合金时效强化硬度曲线随着自然时效时间的延长而趋近一致。通过TEM发现,引入自然时效后,合金中时效析出的β"在长度和长度分布方面也相似。
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