Die toepassing vanskaars aardeBy die giet van aluminiumlegering is vroeër in die buiteland uitgevoer. Alhoewel China eers in die 1960's die navorsing en toepassing van hierdie aspek begin het, het dit vinnig ontwikkel. Daar is baie werk gedoen van meganisme-navorsing tot praktiese toepassing, en sommige prestasies is gemaak. Met die toevoeging van seldsame aardelemente, is die meganiese eienskappe, gieteienskappe en elektriese eienskappe van aluminiumlegerings baie verbeter. Op die gebied van nuwe materiale speel die ryk optiese, elektriese en magnetiese materiaal ook 'n belangrike rol in permanente aard van die aarde in die vorm van skaars aarde permanente magnetiese materiaal, en dit is skaars aarde permanente magnetiese magnetiese materiaal, en dit is skaars aarde permanente magnetiese magnetiese materiaal, en dit is skaars aarde permanente magnetiese magnetiese materiaal, en dit is skaars aarde permanente magnetiese magnetiese materiaal, wat die skaars aarde permanente magnetiese magnetiese materiaal maak. Materiale, seldsame aarde waterstofbergingsmateriaal, ens.
◆ ◆ Aksiemeganisme van seldsame aarde in aluminium en aluminiumlegering ◆ ◆
Skaars aarde het 'n hoë chemiese aktiwiteit, lae potensiaal en spesiale elektronlaag -rangskikking, en kan met byna alle elemente in wisselwerking wees. Rare Aarde wat gereeld in aluminium- en aluminiumlegerings gebruik wordlanthanum), CE (serium), Y (yttrium) en SC (skandium). Dit word dikwels in aluminiumvloeistof gevoeg met wysigers, kernmiddels en ontgassingsmiddels, wat die smelt kan suiwer, die struktuur kan verbeter, die graan kan verfyn, ens.
01Suiwering van seldsame aarde
As 'n groot hoeveelheid gas- en oksiedinklusies (hoofsaaklik waterstof, suurstof en stikstof) sal ingebring word tydens die smelt en giet van aluminiumlegering, sal dit in die gietstuk voorkom (sien figuur 1a), wat die sterkte van aluminium -allooi -legering van die suiwering van die seldsame aarde verminder, is dit meestal gemanifesteer in die voor die voor die hand van die voor die hand van die voor die hand van die voor die hand van die voor die voor die hand van die herdoeling van die suiwering van die seldsame aard. gesmelte aluminium, die vermindering van die pinhole -tempo en poreusheid (sien Figuur 1b), en die vermindering van insluiting en skadelike elemente. Die hoofrede is dat seldsame aarde 'n groot affiniteit met waterstof het, wat waterstof in groot hoeveelhede kan opneem en stabiele verbindings vorm sonder om bubbels te vorm; Stikstofvorm vorm vuurvaste verbindings, wat meestal in die vorm van slak in die smeltproses verwyder word, om die doel van die suiwering van aluminiumvloeistof te bereik.
Die praktyk het bewys dat seldsame aarde die gevolg het dat die inhoud van waterstof, suurstof en swael in aluminium- en aluminiumlegerings verminder word. Adding 0.1%~0.3% RE in aluminum liquid is helpful to better remove harmful impurities, refine impurities or change their morphology, so as to refine and evenly distribute grains;In addition, RE and harmful impurities with low melting point form binary compounds such as RES, REAs, and REPb, which are characterized by high melting point, low density, and stable chemical properties, and can be floated up to form slag and verwyder en sodoende aluminiumvloeistof suiwer; die oorblywende fyn deeltjies word heterogene kerne van aluminium om korrels te verfyn.
Fig. 1 SEM morfologie van 7075 legering sonder Re en W (Re) = 0,3%
a. Re word nie bygevoeg nie; b. Voeg w (re) = 0,3% by
02Metamorfisme van seldsame aarde
Skaars aardmodifikasie word gemanifesteer in die verfyning van korrels en dendriete, wat die voorkoms van growwe lamellêre T2 -fase belemmer, wat die growwe massiewe fase wat in die primêre kristal en vormende sferiese fase versprei word, uitskakel, sodat die strook- en fragmentverbindings by die korrelgrens beduidend is (sien aluminum). en die eienskappe daarvan is relatief aktief. Smelt in aluminiumvloeistof is baie maklik om die oppervlakafwykings van die legeringsfase te vul, wat die oppervlakspanning op die koppelvlak tussen nuwe en ou fases verminder, en die groeitempo van kristalkern verbeter; dit kan terselfdertyd ook 'n oppervlakaktiewe film tussen die korrels en die gesmelte vloeistof vorm om die groei van die gegenereerde korrels te voorkom en die lego -struktuur te verfyn (Figuur 2b).
Fig. 2 Mikrostruktuur van legerings met verskillende RE -toevoeging
a. Herdosis is 0; b. Re -toevoeging is 0,3%; c. Re -toevoeging is 0,7%
Nadat u seldsame aardelemente gevoeg het in die korrels van (AL) fase het kleiner begin word, wat 'n rol gespeel het in die verfyning van korrels (Al) omskep in 'n klein roos- of staafvorm, wanneer die inhoud van die seldsame aarde 0,3%α Die korrelgrootte van (AL) fase is die kleinste, en geleidelik verhoog met die verdere toename van skaarde Aarde -inhoud. Experimente het slegs bewys dat daar 'n incubasieperiode is vir die skaars van die aarde. As dit vir 'n sekere periode by 'n hoë temperatuur gehou word, sal seldsame aarde die grootste rol speel in metamorfisme. Voeg ook die aantal kristalkerne van die verbindings wat deur aluminium en seldsame aarde gevorm word, baie toeneem as die metaal kristalliseer, wat ook die legeringsstruktuur verfyn het.
03 Mikro -legging -effek van seldsame aarde
Skaars aarde bestaan hoofsaaklik in aluminium- en aluminiumlegerings in drie vorme: soliede oplossing in die matriksα (Al); segregasie by fase -grens, korrelgrens en dendrietgrens; soliede oplossing in of in die vorm van verbinding. Die versterkende effekte van seldsame aarde in aluminiumlegeringe sluit hoofsaaklik grensverfinansierings in, en dit is die versterking van die area.
Die bestaansvorm van seldsame aarde in aluminium en aluminiumlegering hou nou verband met die aanvullende hoeveelheid. Oor die algemeen, as die inhoud van die RE -inhoud minder is as 0,1%, is die rol van RE hoofsaaklik fyn graanversterking en eindige oplossingversterking; wanneer RE -inhoud 0,25%~ 0,30%is, RE en AL vorm 'n groot aantal sferiese of kort staf soos intermetaalverbindings, wat versprei is in die graan- of grensgrens, en 'n groot aantal onglasings, fyn graan -spheroïede strukturele struktures is die aard van die aard van die aard van die grond verskyn, wat mikro -legeringseffekte sal lewer, soos die versterking van die tweede fase.
◆ ◆ Effek van seldsame aarde op eienskappe van aluminium en aluminiumlegering ◆◆
01 Effek van seldsame aarde op uitgebreide meganiese eienskappe van legering
Die sterkte, hardheid, verlenging, taaiheid van die breuk, slytweerstand en ander omvattende meganiese eienskappe van die legering kan verbeter word deur die toepaslike hoeveelheid seldsame aarde by te voeg.0.3% RE word bygevoeg om aluminium ZL10 -legering te voegbvan 205,9 MPa tot 274 MPa, en Hb van 80 tot 108; voeg 0,42% SC by tot 7005 legeringbtoegeneem van 314MPA tot 414MPa, σ0.2verhoog van 282MPA tot 378MPA, die plastisiteit het van 6,8% tot 10,1% toegeneem, en die hoë temperatuurstabiliteit is aansienlik verbeter; LA en CE kan die superplastisiteit van die legering aansienlik verbeter. Deur 0,14%~ 0,64%LA by te voeg tot AL-6MG-0,5 mn-legering verhoog die superplastisiteit van 430%tot 800%~ 1000%; 'n Sistematiese studie van Al Si-legering toon dat die opbrengsterkte en die uiteindelike treksterkte van die legering aansienlik kan verbeter deur 'n toepaslike hoeveelheid SC.FIG by te voeg. 3 toon die SEM-voorkoms van die trekfraktuur van al-Si7-mg0.8legering, wat daarop dui dat dit 'n tipiese brose splitsingsbreuk sonder RE is, terwyl die voor die hand van die oog af na 0,3% RE bygevoeg word, verskyn die ooglopende dimple -struktuur in die breuk, wat daarop dui dat dit 'n goeie taaiheid en smeebaarheid het.
Fig. 3 Trekfraktuurmorfologie
a. Nie by Re; b. Voeg 0,3% RE by
02Effek van seldsame aarde op hoë temperatuur eienskappe van legerings
'N sekere hoeveelheid vanskaars aardein aluminiumlegering kan die hoë temperatuur oksidasieweerstand van aluminiumlegering effektief verbeter. Toevoeging 1%~ 1,5%gemengde seldsame aarde tot die gegote al si eutektiese legering verhoog die hoë temperatuursterkte met 33%, die hoë temperatuur-struikelarge (300 ℃, 1000 uur) met 44%, en die slytasie-weerstand en die hoë temperatuur is aansienlik verbeter; Al Cu-legerings kan die hoë temperatuurseienskappe van die legerings verbeter; die vinnig gestolde Al-8,4% Fe-3,4% CE-legering kan 'n lang tyd onder 400 ℃ werk, wat die werktemperatuur van aluminiumlegering aansienlik verbeter; SC word bygevoeg tot die Al Mg Si-legering om Al te vorm3SC-deeltjies wat nie maklik is om by hoë temperatuur te koel nie en saam met die matriks saam te voeg om die korrelgrens vas te pen, sodat die legering 'n onherkristalliseerde struktuur tydens die uitgloeiing handhaaf, en die hoë temperatuur-eienskappe van die legering aansienlik verbeter.
03 Effek van seldsame aarde op optiese eienskappe van legerings
As u seldsame aarde in aluminiumlegering voeg, kan die struktuur van sy oppervlakoksiedfilm verander, wat die oppervlak helderder en mooier maak. As 0,12%~ 0,25%RE by die aluminiumlegering gevoeg word, is die reflektiwiteit van die geoksideerde en gekleurde 6063 -profiel tot 92%; wanneer 0,1%~ 0,3%RE bygevoeg word, word die aluminium -Aluminum -Alloy toegevoeg.
04 Effek van seldsame aarde op elektriese eienskappe van legerings
Die toevoeging van RE tot aluminium met 'n hoë suiwerheid is skadelik vir die geleidingsvermoë van die legering, maar die geleidingsvermoë kan tot 'n sekere mate verbeter word deur toepaslike RE tot industriële suiwer aluminium toe te voeg en al mg Si geleidende legerings. Die eksperimentele resultate toon dat die geleidingsvermoë van aluminium verbeter kan word deur 2% ~ 3% deur 0,2% wat die gedrag van 'n klein bedrag van YTTRIUR AARDE by te voeg, toe te voeg Die legering, wat deur die meeste huishoudelike draadfabrieke aangeneem is; voeg spoorrare Aarde by tot aluminium met 'n hoë suiwerheid om al die foelie-kapasitor te maak. As dit in 25 kV -produkte gebruik word, word die kapasitansie -indeks verdubbel, word die kapasiteit per eenheid volume met 5 keer verhoog, word die gewig met 47%verminder, en die kondensatorvolume word aansienlik verminder.
05Effek van seldsame aarde op korrosieweerstand van legering
In sommige diensomgewings, veral in die teenwoordigheid van chloriedione, is legerings kwesbaar vir korrosie, skeurkorrosie, spanningskorrosie en korrosievermoeidheid. Om die korrosie -weerstand van aluminiumlegerings te verbeter, is baie studies uitgevoer. Daar word gevind dat die toevoeging van die toepaslike hoeveelheid seldsame aarde tot aluminiumlegerings hul korrosie -weerstand effektief kan verbeter. Die monsters wat gemaak is deur verskillende hoeveelhede gemengde skaars aarde (0,1%~ 0,5%) by aluminium toe te voeg, is drie opeenvolgende jare in pekelwater en kunsmatige seewater geweek. Die resultate toon aan dat die toevoeging van 'n klein hoeveelheid seldsame aarde aan aluminium die korrosie-weerstand van aluminium kan verbeter, en die korrosieweerstand in pekelwater en kunsmatige seewater is 24% en 32% hoër as dié van aluminium, onderskeidelik; met behulp van chemiese dampmetode en die toevoeging van seldsame aarde-multi-komponent-penetrante (la, CE, ens.), 'N Laag van die skaars aardverbinding kan vorm op die oppervlak van die oppervlak van 20244444444, die laagste aard van die aard van die aard kan vorm op die oppervlak van die oppervlak van 2024, die laag van die aard van die aard van die aard van die aard. Oppervlakte-elektrodepotensiaal van aluminiumlegering is geneig om eenvormig te wees, en die verbetering van die weerstand teen intergranulêre korrosie en spanningskorrosie; die toevoeging van LA tot hoë Mg-aluminiumlegering kan die anti-mariene korrosievermoë van die legering aansienlik verbeter; die toevoeging van 1,5% ~ 2,5% ND tot aluminium-legtings kan die hoë-temperature verbeter, lugdigtheid, lugdigtheid en korrosie-weerstand van die legtings, wat die wye van die temperatuur is, die lugvertraging, lugstekheid, korrosie-weerstandigheid van die legtings, wat die wye is, is die prestasie van die lug, die lugverhoging, lugstekking, korrosie-weerstand van die legtings gebruik as lugvaartmateriaal.
◆ ◆ Voorbereidingstegnologie van seldsame aardaluminiumlegering ◆ ◆
Skaars aarde word meestal bygevoeg in die vorm van spoorelemente in aluminiumlegerings en ander legerings. Skaars aarde het 'n hoë chemiese aktiwiteit, 'n hoë smeltpunt, en is maklik om geoksideer en verbrand te word by hoë temperature. Dit het sekere probleme veroorsaak met die voorbereiding en toepassing van seldsame aarde-aluminiumlegerings. In die langtermyn eksperimentele navorsing ondersoek mense die voorbereidingsmetodes van seldsame aardaluminiumlegerings. Die belangrikste produksiemetodes vir die voorbereiding van seldsame aardaluminiumlegerings is 'n mengmetode, molte soutelektrolise-metode en aluminotermiese reduksie-metode.
01 Mengmetode
Gemengde smeltmetode is om seldsame aarde of gemengde seldsame aardmetaal in 'n hoë temperatuur aluminiumvloeistof in verhouding te voeg om meesterlegering of toepassingslegering te maak, en dan die meesterlegering en die oorblywende aluminium te smelt volgens die berekende toelaag saam, roer en verfyn dit volledig.
02 Elektrolise
Die gesmelte soutelektrolise -metode is om seldsame aardoksied of seldsame aardsout in die industriële aluminium -elektrolitiese sel en elektrolie met aluminiumoksied te voeg om seldsame aardaluminiumlegering te produseer. Molten soutelektrolise -metode het relatief vinnig in China ontwikkel. Oor die algemeen is daar twee maniere, naamlik vloeibare katode -metode en elektrolitiese eutektoïedmetode. Op die oomblik is ontwikkel dat seldsame aardverbindings direk by die industriële aluminium -elektrolitiese selle gevoeg kan word, en dat seldsame aardaluminiumlegerings geproduseer kan word deur elektrolise van chloriedsmelt volgens eutektoïedmetode.
03 Aluminotermiese verminderingsmetode
Aangesien aluminium 'n sterk reduksievermoë het, en aluminium 'n verskeidenheid intermetaalverbindings met seldsame aarde kan vorm, kan aluminium gebruik word as 'n reduseermiddel om seldsame aardaluminiumlegerings voor te berei. Die belangrikste chemiese reaksies word in die volgende formule getoon:
RE2O3+ 6al → 2real2+ Al2O3
Onder hulle kan seldsame aardoksied of seldsame aarde -ryk slak as seldsame aardstowwe gebruik word; die verminderde middel kan industriële suiwer aluminium of silikon -aluminium wees; die verminderingstemperatuur is 1400 ℃ ~ 1600 ℃. In die vroeë stadium is dit onder die toestand van die bestaan van die verhittingsmiddel en 'n hoë -verminderingstemperatuur met baie probleme gehad. In onlangse jare het navorsers ontwikkel. By 'n laer temperatuur (780 ℃) word die aluminotermiese reduksie -reaksie voltooi in die stelsel van natriumfluoried en natriumchloried, wat die probleme wat deur die oorspronklike hoë temperatuur veroorsaak word, vermy.
◆ ◆ Toepassing Vordering van seldsame aardaluminiumlegering ◆ ◆
01 Toepassing van seldsame aardaluminiumlegering in die kragbedryf
As gevolg van die voordele van goeie geleidingsvermoë, groot stroomdraadvermoë, hoë sterkte, slytweerstand, maklike verwerking en lang lewensduur, kan seldsame aardaluminiumlegering gebruik word om kabels, oorhoofse transmissielyne, draadkorrels, skyfdrade en dun drade vir spesiale doeleindes te vervaardig. 'N Klein hoeveelheid Re in die Aluminum -alloy kan die geleidingselement verbeter, wat is omdat die Silicon in die Aluminum Aluminum is, is dit 'n onbehoorlikheid van die geleidings hoë inhoud, wat 'n groter impak op die elektriese eienskappe het. Deur 'n toepaslike hoeveelheid seldsame aarde by te voeg, kan die bestaande morfologie en verspreiding van silikon in die legering verbeter, wat die elektriese eienskappe van aluminium effektief kan verbeter; 'n klein hoeveelheid yttrium of yttrium-ryk gemengde skaars aarde in die hitte-weerstandige aluminiumlegering kan nie net 'n goeie hoë-temperature-werking en die gedrag van die gedrag verbeter nie; skaars aarde kan die tensiele sterkte verbeter, die hitte-weerstand kan verbeter; Aluminiumlegeringstelsel. Kabels en geleiers van seldsame aarde -aluminiumlegering kan die omvang van die kabeltoring verhoog en die lewensduur van kabels verleng.
02Toepassing van seldsame aardaluminiumlegering in die konstruksiebedryf
6063 Aluminiumlegering is die mees gebruikte in die konstruksiebedryf. Die toevoeging van 0,15% ~ 0,25% seldsame aarde kan die AS-gietstruktuur en verwerkingstruktuur aansienlik verbeter, en kan die ekstruderingsprestasie, hittebehandelingseffek, meganiese eienskappe, korrosie-weerstand, oppervlakbehandeling en kleurtoon verbeter. Verbindings om die dendrietstruktuur en -korrels te verfyn, sodat die grootte van die onopgeloste eutekties en die grootte van die kuiltjies in die dimple -area aansienlik kleiner word, die verspreiding eenvormig is, en die digtheid neem toe, sodat die verskillende eienskappe van die legering tot verskillende grade verbeter word. Byvoorbeeld, die sterkte van die profiel word met meer as 20%verhoog, die verlenging word met 50%verhoog, en die korrosietempo word met meer as twee keer verlaag, die dikte van die oksiedfilm neem toe met 5%~ 8%, en die kleurseiendom verhoog met ongeveer 3%.
03Toepassing van seldsame aardaluminiumlegering in daaglikse produkte
Die toevoeging van trace seldsame aarde tot suiwer aluminium- en AL MG -reeks aluminiumlegerings vir daaglikse gebruik aluminiumprodukte kan die meganiese eienskappe, dieptekeningseiendom en korrosie -weerstand aansienlik verbeter. Die daaglikse benodigdhede soos aluminiumpotte, aluminiumpanne, aluminiumplate, aluminium -middagete -boks, aluminummeubels, aluminiumbasishutte, baarmoeders, aluminiumbasishutte, aluminiumbasishutte, baarmoeders, aluminiumbasishutte, bicities, aluminiumblikkels, bicitie -baarmoeder, aluminiumbasishidelaars, bieshidelaars, aluminiumbasishulp, bicitie -baarmoeders, van aluminium, bicitie -bicitie -dele van aluminium, bicitie -bicitie -baarmoeder, beduidend Legering het meer as twee keer die korrosieweerstand, 10% ~ 15% gewigsvermindering, 10% ~ 20% opbrengsverhoging, 10% ~ 15% produksiekoste vermindering, en beter diep tekening en diep verwerkingsprestasie in vergelyking met aluminium legering sonder seldsame aarde. By die huidige, is die daaglikse benodigdhede van seldsame aardaluminiumlegering wyd gebruik, en die produkte het aansienlik toegeneem en word dit in die binnelandse en buitelandse markte verkoop.
04 Toepassing van seldsame aardaluminiumlegering in ander aspekte
Deur 'n paar duisendste seldsame aarde by te voeg in die mees gebruikte AL SI -reeks wat die legering van die legering kan verbeter, kan die bewerkingsprestasie van die legering aansienlik verbeter. Baie handelsmerke produkte word in vliegtuie, skepe, motors, dieselenjins, motorfietse en gepantserde voertuie (suier, ratkas, silinder, instrumente en ander dele) gebruik. In navorsing en toepassing word gevind dat SC die effektiefste element is om die struktuur en eienskappe van aluminiumleurings te optimaliseer. Dit het 'n sterk verspreidingsversterking, die versterking van graanverfyning, die versterking van die oplossing en die versterking van die mikro-stemming op aluminium, en kan die sterkte, hardheid, plastisiteit, taaiheid, korrosie-weerstand, hitteweerstand, ens. Verbeter. Van legerings. Reeks Scandium -aluminiumlegering wat deur NASA ontwikkel is, het 'n hoë sterkte en hoë temperatuur en lae temperatuurstabiliteit en is toegepas op lugvaartisies en strukturele onderdele van vliegtuie; die 0146ale Cu Li SC -legering wat deur Rusland ontwikkel is, is op die kryogene brandstoftenk van die ruimtetuie toegepas.
Vanaf volume 33, uitgawe 1 van Rare Earth deur Wang Hui, Yang An en Yun Qi
Postyd: Jul-05-2023