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碳酸镧对铝硅合金变质的研究
碳酸镧对铝硅合金变质的研究
摘要：铝硅合金是一种重要的结构材料，在工业生产中得到广泛应用。本研究以提高铝硅合金的机械性能为目的，研究了碳酸镧对铝硅合金的变质效果。实验结果表明，碳酸镧能显著提高铝硅合金的硬度和抗拉强度，同时降低其延伸率。变质效果与碳酸镧添加量和变质处理温度有关。本研究为设计制备性能更优的铝硅合金提供有益的参考。
1.引言
铝硅合金是一种具有轻质、高强度和良好耐腐蚀性能的材料，具有广泛的应用前景。随着科技的发展，对于铝硅合金的性能要求也越来越高。目前，研究者们采用了多种方法来改善铝硅合金的性能，其中添加稀土元素被广泛关注。稀土元素可以在晶界起到强化和稳定化作用，从而提高合金的力学性能。
2.实验设计与方法
2.1实验样品制备
本实验使用纯度分别为99.99%的铝和硅作为原料制备铝硅合金。通过真空感应熔炼法将铝和硅进行熔炼，熔炼温度为800℃。在熔炼过程中，加入不同质量百分比的碳酸镧，分别为0.5%、1.0%和1.5%。将熔融的铝硅合金浇铸到预热的模具中，形成试样。试样经过固溶处理后，进行时效处理。
2.2实验方法
通过硬度测试仪对实验样品进行硬度测试，测试点密度为每25mm^2一个测试点。同时，利用万能试验机进行拉伸试验，测得抗拉强度和延伸率。对于变质处理后的铝硅合金，通过扫描电子显微镜观察其金相组织。
3.实验结果与分析
3.1硬度和抗拉强度
实验结果显示，添加碳酸镧后，铝硅合金的硬度和抗拉强度均有所提高。随着碳酸镧添加量的增加，硬度和抗拉强度逐渐提高，但增幅逐渐减小。当碳酸镧添加量为1.0%时，铝硅合金的硬度和抗拉强度达到最大值。
3.2延伸率
随着碳酸镧添加量的增加，铝硅合金的延伸率逐渐下降。这是因为添加碳酸镧会增加合金的强化相数量，导致合金的塑性降低。相同添加量下，变质处理后的铝硅合金的延伸率明显低于未添加碳酸镧的铝硅合金。
3.3金相组织
通过扫描电子显微镜观察变质处理后的铝硅合金的金相组织发现，添加碳酸镧后，合金中的晶粒尺寸明显细化。同时，碳酸镧在合金中形成了均匀分布的弥散相，这有助于提高合金的力学性能。
4.结论
本研究通过添加碳酸镧对铝硅合金进行变质处理，并研究了其对合金性能的影响。实验结果表明，添加碳酸镧可以显著提高铝硅合金的硬度和抗拉强度，但会降低合金的延伸率。变质效果与碳酸镧添加量和变质处理温度有关。因此，在工业生产和合金设计中，可以根据需求合理添加碳酸镧，以获得更优的铝硅合金性能。
参考文献：
[1]陈巧.碳酸镧对7A04铝硅合金织构和性能的影响[D].浙江大学,2015.
[2]彭建华.稀土对Al-Si-Mg铝硅合金显微组织与力学性能的影响[J].金属热处理,2007,32(8):45-48.