1實(shí)驗(yàn)方法

　　試驗(yàn)用合金的成分設(shè)計(jì)是保持鎂和錳含量不變，向合金中分別加入不同含量的Sc，Zr和Si.其中鋁和鎂以純鋁和純鎂的形式加入，Sc，Zr，Si和Mn以Al- Sc，Al-Zr，Al-Si，AL-Mn中間合金的形式加入。采用鐵模鑄造，用30kW的電阻爐熔煉合金，用石墨坩堝熔化鋁及中間合金，加入覆蓋劑光鹵石，在710℃～720℃時，加入純鎂并將鎂塊壓入液面下熔化(為了防止鎂的燒損以及與空氣中的氣體發(fā)生反應(yīng))，用六氯乙烷(0~8%質(zhì)量分?jǐn)?shù))精煉除氣，在700℃時澆鑄。試驗(yàn)過程中，保證每組試驗(yàn)的精煉溫度，精煉時間一致，模具的預(yù)熱溫度相同。保證澆鑄時的溫度都相同。澆鑄完后的試樣，經(jīng)過機(jī)械加工成標(biāo)準(zhǔn)試樣，用微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)拉伸試樣，對其抗拉強(qiáng)度進(jìn)行分析。由公式(=F/A0計(jì)算出試樣的抗拉強(qiáng)度。

　　對合金取樣，磨試樣，拋光后用混合酸腐蝕。待試樣腐蝕好后，采用ZEISS-Imager.A1m金相顯微鏡對合金在鑄態(tài)下的顯微組織進(jìn)行了觀察分析并照相。主要觀察分析了合金鑄態(tài)組織的枝晶形貌和晶粒大小。

　　2試驗(yàn)結(jié)果及分析

　　試驗(yàn)中鈧，鋯，硅的含量都要變化，為了科學(xué)準(zhǔn)確的進(jìn)行試驗(yàn)。

　　這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，能通過代表性很強(qiáng)的少次數(shù)試驗(yàn)，摸清各個因素對試驗(yàn)指標(biāo)的影響情況，確定因素的主次順序，找出較好的生產(chǎn)條件或最優(yōu)參數(shù)組合。

　　(1)在這里對抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果采用極差分析法進(jìn)行分析，找出各因素對性能的影響。

　　知Sc列R最大為154，Zr列R最小只有28，硅列R則為36.這說明鈧含量對抗拉強(qiáng)度的影響最大，硅其次，鋯最小。排出因素的主次順序是Sc>Si>Zr.

　　(2)選取各因素的最佳水平。選取因素的水平與試驗(yàn)指標(biāo)有關(guān)，指標(biāo)以大為好者，就取Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ中最大的那個水平。在試驗(yàn)中Sc取0.4%，Zr取0%，Si去0.15%.

　　(3)確定較好的搭配方案。根據(jù)正交表均勻可比性的結(jié)論可知，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ數(shù)值的大小，只與本列因素的水平有關(guān)，實(shí)際上不受其他因素水平變化的影響。所以把各因素的最好水平搭配起來就是要求的較好的搭配方案：Sc0.4%-Zr0%-Si0.15%.

　　3結(jié)論

　　試驗(yàn)結(jié)果表明，提高抗拉強(qiáng)度的最佳合金配比為Sc0.4%-Zr0%-Si0.15%.鈧加入到鑄造鋁合金中，其力學(xué)性能有顯著提高，加入0.4%的鈧，抗拉強(qiáng)度達(dá)到303MPa.鑄造鋁合金中加入鋯，對強(qiáng)度沒有明顯影響，硅含量的增加將降低抗拉強(qiáng)度。Sc和Zr有復(fù)合作用，當(dāng)復(fù)合添加0.2%Sc和0.1%Zr時，產(chǎn)生了顯著的晶粒細(xì)化作用。在合金中添加Sc元素，當(dāng)Sc含量為0.2%時，能夠有效的消除枝晶，Sc含量增加到0.4%時晶粒細(xì)化明顯。