Zr、La對Al-Mg-Si合金機械性能的影響

吳 楠，祝 哮，謝方亮，楊 路，鄭 建

(遼寧忠旺集團有限公司，遼寧 遼陽 111000)

隨著汽車輕量化的發展，鋁合金廣泛應用于汽車行業。鋁合金除了具有密度小、耐蝕好、易加工等優點外，還具有一定的吸能性，其中6xxx系鋁合金吸能效果較佳，因而汽車防撞系統多采用6xxx系鋁合金。由于防撞系統長期處于熱暴露環境中，其力學性能會有所下降，降低了使用性能，導致汽車安全系數降低。

Zr和稀土元素有細化晶粒、改善合金耐熱性等作用。稀土在鋁合金中主要以固溶態、晶界和枝晶界偏聚以及化合物這3種形式存在，具有凈化熔體、變質和細化晶粒等作用[1]，其中含量(質量分數,下同)在0.03%～0.07%時以第一種形式存在，含量<0.3%時以前兩種形式存在，含量>0.3%時主要以化合物形式存在[2]。張向宇等[3]人曾探討過不同含量的La元素對6063合金組織和性能的影響，在文中指出當La元素含量低于0.3%時，隨著La含量的提高其合金性能也會隨之提高，當La含量>0.3%時，過量的La與Si、Fe形成粗大的AlFeSiLa稀土化合物，消耗了Si元素，使合金的強化相數量減少，合金性能降低；文獻[4]中提到Zr含量>0.3%，將會形成粗大的ZrAl3，降低了合金的性能。但關于Zr和稀土元素影響6xxx系鋁合金機械性能和熱穩定性的研究甚少。本文通過在Al-Mg-Si合金分別添加0.18%Zr、0.18%La，研究Zr和La對Al-Mg-Si合金擠壓型材機械性能和熱穩定性的影響。

1 試驗材料及方法

原材料為工業純鋁、工業純鎂、工業純硅、Al-10%Zr和Al-10%La中間合金，配制Al-Mg-Si、Al-Mg-Si-Zr、Al-Mg-Si-La三種合金成分，分別記為O、Z、L合金，主要合金成分見表1。

表1 鋁合金試樣主要合金(質量分數，%)

采用半連續鑄造方式制備上述三種合金圓錠，鑄錠直徑為198mm，經520℃×8h均火制度處理后擠壓，在線淬火，切頭切尾處理后，進行自然時效(T4)和人工時效(T6)處理。鑄態……