Feb.2011 Vol.60No.2
应用技术
造
待
FOUNDRY
镧对锌铝合金显微组织和力学性能的影响
王建华，王先德，苏旭平，涂浩
(常州大学材料科学与工程学院，常州市先进金属材料重点实验室，江苏常州213164)
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摘要：采用微合金化方法研究了微爱稀土元素绸对锌铝合全显微组织和力学性能的影响。研究结果表明，稀土与合金熔液中的锌和铝反应生成的细小稀土化合物可作为α-A1相的有效异质形核核心，适量的稀土元素阐能阻碍初生-Zn相枝晶的生长，细化锌铝合金的星微组织；适量的稀土元素使锌铝合金的抗拉强度和伸长率明显提高，稀土铜元素的最佳加入量为0.05%，此时锌铝合金具有较好的练合力学性能。
关键词：锌铝合金：微合金化：稀土：显微组织：力学性能
中图分类号：TG146.1'3文献标识码：A文章编号：1001-4977（2011）02-0171-04
EffectofLanthanumonMicrostructureandMechanical
Properties of Zinc-Aluminum Alloy WANG Jian-hua, WANG Xian-de, SU Xu-ping, TU Hao
(School of Materials Science and Engineering, Changzhou University, Key Laboratory of Advanced
Metallic Materials of Changzhou City,Changzhou 213164,Jiangsu, China)
Abstract: The microalloying method was employed to study the effect of rare-earth lanthanum on the microstructure and mechanical properties of zinc-aluminum alloy. The results show that La reacts with Zn and Al in liquid alloy, and generates fine rare-earth compounds. Most of these
primary dendritic n-Zn phase could be impeded by adding adequate amount of La, which makes the microstructure of zinc-aluminum alloy become finer. The adequate amount of La in zinc-aluminum alloy could increase obviously the tensile strength and elongation of the alloy. When the content of La is 0.05%, the zinc-aluminum alloy possesses better comprehensive mechanical properties
Key words: zinc-aluminum alloy; microalloying; rare-earth; microstructure; mechanical properties
锌铝合金的强度可以与铸造铝合金相比、耐磨特性可与轴承用青铜相比。与铸造铝合金及青铜相比，锌铝合金不仅具有较低的生产成本和相似的力学性能，而且更易于机械加工。目前，锌铝合金已应用于很多高性能部件替代铸铁和铝合金，或应用于轴承和衬套替代铜，或应用于衬套替代青铜等-4。锌铝合金在国际市场上的地位越来越重要，而我国富锌少铜，因此充分利用丰富的锌矿资源，开发铜及其贵重金属的替代品，也日益成为科研工作的一项重要任务。由澳大利亚太平洋金属矿业有限公司生产的“澳洲三号(EZDA3)”锌合金是目前国际市场上性能最好的一种锌铝合金。由于我国的锌合金生产和技术上的间题，如铅、锡、铁和镉等杂质元素的存在造成锌合金锭成分和品质很不稳定，难以满足国内市场需求，因此我国还需大量进口高质量的锌合金。研究表明，微量稀
土镧与亿可以提高锌和镁合金的力学性能6-"，本文通过研究微量稀土元素对锌铝合金显微组织与力学性能的影响，旨在针对我国三号锌基合金中存在的质量间题，找出改善锌铝合金显微组织和提高其力学性能的方法，以便能够更好地指导国内锌铝合金的生产和质量控制，满足国内市场对高品质锌铝合金的需求。
试验方法
为了消除铅、锡、铁和镉等杂质元素对锌铝合金显微组织和力学性能的不良影响，本试验中采用纯度较高的1号锌锭（≥99.99%）和A00工业纯铝锭（纯度 99.85%）为原料。Mg、Mn、Si、B、Ti和稀土La元素分别以Al-20Mg、Zn-10Mn、Al-30Si、A1-3B、A1-10Ti 和Zn-10La中间合金形式加入。由于锌、铝和镁在熔炼时均有不同的烧损：故根据合金元素的烧损率配置锌
基金项目：国家自然科学基金项目资助（51074030，50971111)；湖南省科技厅一般项目资助(2009FJ3143)。收精日期：2010-10-25收到初稿，2010-11-17收到修订稿
作者简介：王建华(1963-），男，教投，博土生导师，研究方向为锋合金和耐热铝合金显微组织与力学性能。E-mail：super_wang111@126.com 通讯作者：涂浩，男，副教授，硕士生导师，电话：0519-6330095，E-mail：tuhao@cczu.edu.cn