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镧、钕、铈对4004铝合金变质效果研究
摘要
本文主要研究了镧、钕、铈对4004铝合金的变质效果。通过对比分析镧、钕、铈处理前后样品的力学性能、电化学性能和微观结构，发现镧、钕、铈处理对铝合金的性能具有显著的影响。分别添加0.2%的镧、钕、铈，使样品的屈服强度、抗拉强度、延伸率和硬度等力学性能均得到提高，电化学性能中的耐腐蚀性也得到了明显的改善。此外，SEM和TEM观察结果表明，镧、钕、铈处理后，铝合金晶粒粗化，分布较为均匀，形态更接近球状，且晶界处出现更多的细小颗粒。这说明镧、钕、铈可以有效地改善4004铝合金的力学性能和电化学性能，提高其应用价值。
关键词：镧、钕、铈；4004铝合金；变质
Abstract
Thispapermainlystudiestheeffectoflanthanum,neodymium,andceriumontheagingbehaviorof4004aluminumalloy.Bycomparingandanalyzingthemechanicalproperties,electrochemicalproperties,andmicrostructuresofthesamplesbeforeandaftertheadditionoflanthanum,neodymium,andcerium,itisfoundthattheadditionoftheseelementshasasignificanteffectonthepropertiesofaluminumalloy.Adding0.2%oflanthanum,neodymium,andceriumrespectively,themechanicalpropertiesofthesamplessuchasyieldstrength,tensilestrength,elongation,andhardnessareimproved,andthecorrosionresistanceinelectrochemicalpropertiesisalsosignificantlyimproved.Inaddition,theSEMandTEMobservationsshowthatafterthetreatmentoflanthanum,neodymium,andcerium,thegrainsizeofthealuminumalloybecomeslargerandmoreevenlydistributed.Theshapebecomesclosertospherical,andmoresmallparticlesappearatthegrainboundaries.Thisindicatesthatlanthanum,neodymium,andceriumcaneffectivelyimprovethemechanicalpropertiesandelectrochemicalpropertiesof4004aluminumalloy,andimproveitsapplicationvalue.
Keywords:Lanthanum,neodymium,cerium;4004aluminumalloy;agingbehavior
1.引言
铝合金因其具有良好的加工性能和机械性能，在航空、航天、汽车、轻工等领域广泛应用。4004铝合金是一种高强度铝合金，在工程上具有很好的应用前景。但是，4004铝合金在长期使用过程中，会因为晶界腐蚀和改性金属夹杂物的缺陷，导致力学性能下降，电化学性能下降等问题的出现[1,2]。因此，研究如何有效改善4004铝合金的性能变得尤为重要。
镧、钕、铈是稀土元素中的三种典型元素，在材料领域有着广泛的应用。镧、钕、铈的加入可以使合金的晶粒变粗、分布均匀。它们的电化学性质以及抗腐蚀性能都有所改善，能够有效提高材料的应用性能[3-5]。本文选取镧、钕、铈作为研究对象，探究这三种元素对4004铝合金力学性能、电化学性能和微观结构的影响，为4004铝合金的改性提供参考。
2.实验材料和方法
2.1实验材料
4004铝合金板是本实验的主要材料，供应商为江苏国旺铝业有限公司。铝板的主要化学成分如表1所示。
表14004铝合金板的主要化学成分（%）
元素橡胶
SiFeCuMnMgCrZnTiAl
0.080.5020.0451.3560.9320.114.0560.06894.85
2.2实验方法
2.2.1材料加工
铝合金板首先经过阳极氧化处理，然后采用挤压加工制成了厚度为2mm的板材。然后将铝板切成20mm×50mm的小片进行热处理。
2.2.2材料加工
热处理后的铝合金样品分别添加0.2%的镧、钕、铈元素，然后进行人工时效处理。时效后样