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铝合金中添加Cd提高弥散强化效果
发布时间:2018-11-06 09:16:46发布者:Admin新闻种类:前沿动态

时效硬化铝合金通过时效能够显著提高铝合金的性能,但当温度升高时,晶粒粗化、相转变、溶解等,时效效果变差,因而很难满足工业应用。在铝合金中添加Sc能够显著提高铝合金的高温性能,但由于Sc价格昂贵,成本高,难以广泛应用。在铝合金中添加少量Mn和Fe虽然能够显著提高铝合金性能,并降低成本,但仍然难以达到添加Sc时的性能。本文通过添加微量Cd元素实现微合金化,从而提高铝合金高温性能(图1)。

图1

通过极少量添加Cd(0.05at%)即实现了α-Al(Mn,Fe)Si在铝合金基体中的弥散强化效果。Cd元素的添加可有效促进分散相的形核过程,从而实现了更高密度的强化相弥散,添加Cd元素后所得合金弥散相密度可达到原基体的两倍(如图2)。

图2

Cd元素的添加会在铝合金基体中形成极细(2nm)的富Cd纳米粒子(如图3),从而改变了合金弥散相(α-Al(Mn,Fe)Si)形核过程,使其形核过程由位错促进的非均相形核转变为由纳米富Cd粒子促进的更加均匀的形核过程。

图3

来源: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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