摘要：本文研究了不同含量的Sr和La对A356铝合金铸态组织与力学性能的影响，发现Sr+La组合能有效细化合金组织并提升力学性能，为铝合金材料的优化提供了新思路。

导读

本文研究了不同含量的Sr和La对A356铝合金铸态组织与力学性能的影响，发现Sr+La组合能有效细化合金组织并提升力学性能，为铝合金材料的优化提供了新思路。

研究背景介绍

在当今汽车轻量化的发展趋势下，A356铝合金因其优良的铸造性能、耐腐蚀性、低热膨胀系数和低密度等特点，成为铸造轮毂等薄壁和形状复杂承重件的理想材料。然而，未经细化和变质处理的A356合金铸态组织中存在α-Al枝晶发达、晶粒粗大以及Si相呈粗大板条状等问题，严重影响其力学性能。因此，研究如何通过添加变质剂来优化其组织和性能具有重要意义。

文章来源

何兵教授团队在《特种铸造及有色合金》2024年第44卷第12期发表了一篇题为“La对Sr变质A356铝合金铸态组织与力学性能的影响”的研究论文。该研究由百色学院材料科学与工程学院、生态铝产业学院和广西壮族自治区铝基新材料工程研究中心联合完成。研究通过电阻炉熔铸合金，利用XRD、金相显微镜和扫描电镜等手段对铸态组织和断口形貌进行观测，并结合力学性能测试分析了不同含量Sr和La对A356合金的影响。结果表明，添加0.05%的Sr和0.3%的La时，合金的组织细化和力学性能提升效果最佳。

研究亮点

• 发现Sr与La的协同作用能显著细化A356铝合金的铸态组织，提升其力学性能。

• 确定了最佳添加量组合（0.05%Sr+0.3%La），为实际应用提供了科学依据。

• 通过实验揭示了La过量对合金性能的负面影响，为后续研究提供了参考。

研究方法

研究采用坩埚电阻炉熔炼A356铝合金，通过添加不同含量的Sr和La中间合金，制备了不同组别的合金样品。利用XRD、金相显微镜、扫描电镜等手段对合金的铸态组织、断口形貌进行观测，并结合万能电子拉伸试验机测试其力学性能，分析了Sr和La对合金组织和性能的影响机制。

图文内容

图1拉伸试样尺寸示意图

• 组织形貌：实验结果显示，添加Sr和La后，A356合金的α-Al枝晶明显减少，晶粒尺寸和二次枝晶间距显著减小，晶粒圆整度提高。共晶Si相也由粗大的长枝条状转变为短棒状、蠕虫状甚至多分叉的纤维网状。

图26号试样XRD图谱

Fig.2XRD pattern of specimen 6

图31~6号试样铸态显微组织

图4α-Al晶粒等效直径和SDAS（二次枝晶臂间距）的变化

图5不同La含量下A356合金铸态SEM组织

图66号试样合金元素分布图

• 力学性能：铸态合金的抗拉强度和伸长率随La添加量的增加先增长后下降，最佳添加量为0.05%Sr+0.3%La，此时抗拉强度达到160.02 MPa，伸长率为4.93%。经过T6热处理后，合金的抗拉强度和伸长率进一步提升，4号试样的抗拉强度达到273.20 MPa，伸长率为6.49%。

图7各组试样铸态抗拉强度和伸长率

• 断口形貌：未添加Sr和La的合金断口呈现沿晶脆性断裂特征，而添加Sr-La后，断口出现韧窝和撕裂棱，表现出韧性-脆性断裂特征。过量La导致粗大化合物团聚，使断口以沿晶脆断为主。

图8拉伸断口形貌图

主要结论

• Sr和La的添加能有效细化A356铝合金的铸态组织，最佳添加量为0.05%Sr+0.3%La。

• 在该添加量下，铸态合金的抗拉强度和伸长率显著提升，经过T6热处理后，性能进一步优化。

• 过量添加La会导致富La化合物团聚，恶化合金的力学性能。

引用格式

• 中文引用：何兵，覃铭，石伟和，等.La对Sr变质A356铝合金铸态组织与力学性能的影响［J］.特种铸造及有色合金，2024，44（12）：1 664-1 668.

• 英文引用：HE B，QIN M，SHI W H，et al.Effects of La on as-cast microstructure and properties of Sr modified A356 alloy［J］.Special Casting&Nonferrous Alloys，2024，44（12）：1 664-1 668.

扩展阅读

欢迎登陆，阅读、下载、引用《特种铸造及有色合金》期刊上发表的论文。

编辑/排版：江姗

校对：刘晨辉

审核：张正贺

来源：特铸杂志