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稀土元素La和Y对3003铝合金微观组织及性能的影响研究

摘要

针对3003铝合金作为燃油罐材料使用过程中因腐蚀形成胶体污染燃油品质，同时

导致材料强度下降危及装备安全的问题，本文采用合金化的方法在3003铝合金基础上

添加等梯度含量的稀土元素La和Y制备了3003-xLa、3003-xY(x0、0.2、0.4、0.6)铝

合金，系统研究两种稀土元素对3003铝合金加工过程（铸态、均匀化退火态和再结晶

退火态）组织结构的影响，探讨稀土La和Y在3003铝合金加工过程中组织结构的调控

机理；在此基础上，进一步对比分析稀土La和Y对3003铝合金力学性能和耐腐蚀性能

的影响，建立微观组织、加工工艺和性能之间的内在联系，为开发高性能稀土铝合金和

拓展3003铝合金的工程化应用提供理论依据和实验参考。

研究结果表明，随着3003铝合金中稀土La或Y含量的增加，晶粒细化效果呈先上

0.4wt.%LaY

升后下降的趋势，在时达到最佳效果，且稀土的组织细化效果优于稀土。

3003-xLa和3003-xY铝合金铸态和均匀化退火态组织均由α-Al基体相、Al(FeMn)相、

6

Al(FeMn)Si相和AlRESi(RELa,Y)相组成。对于铸态和均匀化退火态组织，稀土La

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YAl(FeMn)3003-0.4La

和均表现出细化晶粒尺寸、细化6相的作用。铝合金晶粒细化效

果最好，达到70μm。稀土元素添加后，呈鱼骨状、蠕虫状的大尺寸Al(FeMn)相呈细

6

小长条状分布。再结晶退火后，3003-0.4La和3003-0.4Y铝合金晶粒尺寸分别细化至50

μm70μm

和。

力学性能和耐腐蚀性能测试结果表明，合金的综合性能随着稀土含量的增加呈先上

升后下降的趋势，在0.4wt.%时均达到最佳，稀土La对3003铝合金性能的提升效果优

Y30033003-0.4La37.6HV5.6%

于稀土。与铝合金相比，铝合金硬度最高，为，提高了；

抗拉强度和延伸率分别提高至127.97MPa和35.5%，分别提高了13.1%、18.4%；

3003-0.4Y铝合金硬度为38.2HV，提高了7.3%，抗拉强度和延伸率分别是122.92MPa

35.3%9.8%17.7%LaY3.5%Nacl

和，分别提高了和。稀土和均提高了合金在溶液中

的开路电位降低了自腐蚀电流，表现出优于3003铝合金的耐腐蚀性能，且0.4wt.%含量

下耐蚀性最佳。

关键词：稀土La；稀土Y；3003铝合金；耐腐蚀性能；力学性能

稀土元素La和Y对3003铝合金微观组织及性能的影响研究

Abstract

Aimingattheproblemthatcolloidalformationcausedbycorrosionduringtheuseof

3003aluminumalloyasfueltankmaterialcontaminatesfuelqualityandleadstomaterial

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