La/Ce复合添加对再生Al-Mg-Si合金显微组织和性能的影响

本研究系统地探讨了低成本稀土元素 La 和 Ce 对调控再生 Al-Mg-Si 合金显微组织和性能的影响，特别强调了提升可持续性导向的性能。微量添加 La 和 Ce 可有效细化 α-Al 晶粒，并将其形态从粗大树枝晶结构转变为等轴晶，在复合添加条件下使平均晶粒尺寸从 430.1 μm 降低至 195.9 μm。更重要的是，有害的富铁 β-Al 5 FeSi 相显著从粗大针状形貌变质为细小且均匀分布的颗粒，同时其尺寸和面积分数均有所减小。热力学分析表明，La 和 Ce 促进了稀土金属间化合物（如 AlFeLa、AlCeSi、AlLaSi 和 Al(La,Ce)Si 2 ）的形成。这些化合物同时消耗 Fe 和 Si，从而抑制了有害富铁相的形成，并为 α-Al 提供了异质形核位点。凝固行为的这种综合影响使得强度、延展性和热导率同时得到改善。复合添加 La/Ce 的合金表现出 164.5 MPa 的极限抗拉强度、18.2% 的延伸率以及 179.7 W·m -1 ·K -1 的热导率。这些发现展示了一种用于强化再生 Al-Mg-Si 合金的有效且具有经济可行性的策略，为废铝的高值化利用提供了巨大潜力，并有助于推动可持续材料的发展。