Cymhwysodaear brinWrth gastio cynhaliwyd aloi alwminiwm yn gynharach dramor. Er i China ddechrau ymchwil a chymhwyso'r agwedd hon yn unig yn y 1960au, mae wedi datblygu'n gyflym. Mae llawer o waith wedi'i wneud o ymchwil mecanwaith i gymhwyso'n ymarferol, a gwnaed rhai cyflawniadau. Gydag ychwanegu elfennau daear prin, mae priodweddau mecanyddol, priodweddau castio a phriodweddau trydanol aloion alwminiwm wedi cael eu gwella'n fawr. Ym maes Mag Rhanete Magne, mae Magne Pwysig, yn chwarae rhan y ddaear yn drydan, yn drydan, yn drydanol, yn drydanol ac Deunyddiau allyrru golau prin y ddaear, deunyddiau storio hydrogen daear prin, ac ati.
Mecanwaith Gweithredu Mecanwaith y Ddaear Rare mewn Alwminiwm ac Alloy Alwminiwm ◆ ◆ Pryde
Mae gan y ddaear brin weithgaredd cemegol uchel, potensial isel a threfniant haen electron arbennig, a gall ryngweithio â bron pob elfen. Mae daearoedd a ddefnyddir yn gyffredin mewn aloion alwminiwm ac alwminiwm yn cynnwys ALl (lanthanwm), CE (ngheriwm), Y (yttrium) a sc (sgandiwm). Fe'u ychwanegir yn aml yn hylif alwminiwm gydag addaswyr, asiantau cnewyllol ac asiantau degassing, a all buro'r toddi, gwella'r strwythur, mireinio'r grawn, ac ati.
01Puro daear brin
Gan y bydd llawer iawn o gynhwysiadau nwy ac ocsid (hydrogen, ocsigen a nitrogen yn bennaf) yn cael eu dwyn i mewn yn ystod toddi a bwrw aloi alwminiwm, tyllau pin, craciau, cynhwysion a diffygion eraill yn digwydd yn y castio (gweler Ffigur 1A), gan leihau is -rife is -rife. alwminiwm tawdd, lleihau cyfradd twll pin a mandylledd (gweler Ffigur 1B), a lleihau cynhwysion ac elfennau niweidiol. Y prif reswm yw bod gan y Ddaear brin affinedd mawr â hydrogen, a all amsugno a hydoddi hydrogen mewn symiau mawr a ffurfio cyfansoddion stabl yn cael ei ffurfio a bod yn fân, yn lleihau cynnwys a goruchafiaeth. cyfansoddion anhydrin, sy'n cael eu tynnu'n bennaf ar ffurf slag yn y broses mwyndoddi, er mwyn cyflawni'r pwrpas o buro hylif alwminiwm.
Mae ymarfer wedi profi bod daear brin yn cael yr effaith o leihau cynnwys hydrogen, ocsigen a sylffwr mewn aloion alwminiwm ac alwminiwm. Mae ychwanegu 0.1% ~ 0.3% yn cael eu parchu mewn hylif alwminiwm yn ddefnyddiol i gael gwared ar amhureddau niweidiol yn well, mireinio amhureddau neu newid eu morffoleg, er mwyn mireinio a dosbarthu grawn yn gyfartal; yn ogystal, ail ac mae amhureddau niweidiol â phwynt toddi isel yn ffurfio cyfansoddion deuaidd fel Res, reas, a reprties, ac yn nodweddiadol, ac yn nodweddiadol, ac yn bwynt uchel, ac yn bwynt uchel, ac yn bwynt uchel, ac yn bwynt uchel, ac yn bwynt uchel, a bod yn uchel, ac yn bwynt uchel, a bod yn fantol, ac yn fân, ac yn fân, ac yn fân, ac yn gallu ei ffurfio, a bod yn uchel yn gallu eu defnyddio, a bod yn uchel yn gallu ei ffosio, ac yn cael eu ffynnu. a'i dynnu, a thrwy hynny buro hylif alwminiwm; mae'r gronynnau mân sy'n weddill yn dod yn niwclysau heterogenaidd o alwminiwm i fireinio grawn.
Ffig. 1 morffoleg sem o aloi 7075 heb re a w (re) = 0.3%
a. Ni ychwanegir ail; b. Ychwanegwch w (re) = 0.3%
02Metamorffiaeth y ddaear brin
Amlygir addasiad prin yn y ddaear yn bennaf wrth fireinio grawn a dendrites, gan atal ymddangosiad cyfnod t2 lamellar bras, gan ddileu'r cyfnod enfawr bras a ddosberthir yn y grisial cynradd a ffurfio cyfnod sfferig, fel bod y stribed a'r cyfansoddion darnio yn y rhader o grawn yn cael ei leihau'n sylweddol (gweler y ffigur 2). Mae atom alwminiwm, a'i briodweddau yn gymharol egnïol. Mae toddi mewn hylif alwminiwm yn hawdd iawn i lenwi diffygion arwyneb y cyfnod aloi, sy'n lleihau'r tensiwn arwyneb ar y rhyngwyneb rhwng cyfnodau newydd a newydd, ac yn gwella cyfradd twf niwclews grisial; ar yr un pryd, gall hefyd ffurfio ffilm weithredol arwyneb rhwng y grawn a'r ffigur molen i atal y twf (i atal y twf.
Ffig. 2 Microstrwythur aloion gyda gwahanol RE
a. Ail dos yw 0; b. AG Ychwanegiad yw 0.3%; c. AG Ychwanegiad yw 0.7%
Ar ôl ychwanegu elfennau daear prin α dechreuodd grawn y cyfnod (al) ddod yn llai, a chwaraeodd rôl wrth fireinio grainsα (AL) a drawsnewidiwyd yn rhosyn bach neu siâp gwialen, pan fydd cynnwys y ddaear brin yn 0.3%α α α y cyfnod grawn (al) yn gyfnod lleiaf y mae profi yn y ddaear yn cael ei phrofi gyda chynnydd ymhellach. Metamorffiaeth, a dim ond pan fydd yn cael ei gadw ar dymheredd uchel am gyfnod penodol o amser, bydd y Ddaear brin yn chwarae'r rôl fwyaf mewn metamorffiaeth. Yn ogystal, mae nifer y niwclysau grisial o'r cyfansoddion a ffurfiwyd gan alwminiwm a daear prin yn cynyddu'n fawr pan fydd y metel yn crwydro'n dda.
03 Effaith ficroalloying y ddaear brin
Mae'r ddaear brin yn bodoli'n bennaf mewn aloion alwminiwm ac alwminiwm mewn tair ffurf: toddiant solet yn y matricsα (AL); gwahanu ar ffin fesul cam, ffin grawn a ffin dendrite; toddiant solet ar neu ar ffurf cyfansoddyn. Mae cryfhau effeithiau toddiant prin yn cryfhau a chryfhau ail -gryfhau, yn cynnwys mwy o graen, yn cynnwys mwy o graen, yn cynnwys mwy o graen, yn mireinio, yn mireinio, yn mireinio yn ail -gryfhau. cyfansoddion.
Mae cysylltiad agos rhwng ffurf bodolaeth daear brin mewn aloi alwminiwm ac alwminiwm â'i swm ychwanegiad. Yn gyffredinol, pan fydd cynnwys AG yn llai na 0.1%, mae rôl AG yn bennaf yn cryfhau grawn mân ac yn cryfhau toddiant cyfyngedig; pan fo cynnwys AG yn 0.25%~ 0.30%, mae RE ac Al yn ffurfio nifer fawr o wialen sfferig neu fer fel cyfansoddion rhyngmetallig, sy'n cael eu dosbarthu yn y ffin grawn neu rewi grawn, a sperations mân, a chaser mawr, a chaser mawr, a chaser mawr, a cherbydau mawr, a chaser mawr, a chaser mawr yn ymddangos, a bod yn fwy grawn. Effeithiau micro aloi fel cryfhau'r ail gam.
◆ ◆ Effaith daear brin ar briodweddau aloi alwminiwm ac alwminiwm ◆◆
01 Effaith y Ddaear Brin ar Briodweddau Mecanyddol Cynhwysfawr Alloy
Gellir gwella cryfder, caledwch, elongation, caledwch torri esgyrn, ymwrthedd gwisgo a phriodweddau mecanyddol cynhwysfawr eraill yr aloi trwy ychwanegu swm priodol o ddaear brin.0.3% yn cael ei ychwanegu at gast aloi alwminiwm ZL10 Aloyσbo 205.9 MPa i 274 MPa, a Hb o 80 i 108; gan ychwanegu 0.42% SC i 7005 aloiσbwedi cynyddu o 314mpa i 414mpa, σ0.2wedi cynyddu o 282MPA i 378MPA, cynyddodd y plastigrwydd o 6.8% i 10.1%, a gwellwyd y sefydlogrwydd tymheredd uchel yn sylweddol; gall LA a CE wella superplastigrwydd yr aloi yn sylweddol. Mae ychwanegu 0.14%~ 0.64%la i aloi al-6mg-0.5mn yn cynyddu'r goruwch-blastigrwydd o 430%i 800%~ 1000%; mae astudiaeth systematig o aloi Al Si yn dangos y gellir gwella cryfder cynnyrch a chryfder tynnol eithaf yr aloi yn fawr trwy ychwanegu swm priodol o Sc.Fig. Mae 3 yn dangos ymddangosiad SEM toriad tynnol Al-Si7-Mg0.8aloi, sy'n dangos ei fod yn doriad hollt brau nodweddiadol heb Re, ond ar ôl ychwanegu 0.3% AG, mae strwythur dimple amlwg yn ymddangos yn y toriad, sy'n dangos bod ganddo galedwch a hydwythedd da.
Ffig. 3 morffoleg toriad tynnol
a. Heb ymuno re; b. Ychwanegwch 0.3% Re
02Effaith y Ddaear Brin ar Briodweddau Tymheredd Uchel Aloion
Ychwanegu rhywfaint odaear brini mewn i aloi alwminiwm gall wella ymwrthedd ocsidiad tymheredd uchel aloi alwminiwm yn effeithiol. Gall Mischmetal i fwrw aloion Al Cu wella priodweddau tymheredd uchel yr aloion; gall yr aloi CE AL-8.4% Fe-3.4% a gadarnhawyd yn gyflym weithio am amser hir o dan 400 ℃, gan wella tymheredd gweithio aloi alwminiwm yn fawr;3Mae gronynnau SC nad ydyn nhw'n hawdd eu coarsen ar dymheredd uchel ac yn cyd-fynd â'r matrics i binio'r ffin grawn, fel bod yr aloi yn cynnal strwythur heb ei ail-syfrdanu yn ystod anelio, ac yn gwella priodweddau tymheredd uchel yr aloi yn fawr.
03 Effaith y Ddaear Brin ar Briodweddau Optegol Aloion
Gall ychwanegu daear brin i aloi alwminiwm newid strwythur ei ffilm ocsid arwyneb, gan wneud yr wyneb yn fwy llachar a hardd. Pan ychwanegir 0.12%~ 0.25%yn cael ei ychwanegu at yr aloi alwminiwm, mae adlewyrchiad y proffil 6063 ocsidiedig a lliw 6063 hyd at 92%; pan fydd yr alwm yn cael ei ychwanegu at yr alwm, mae'r alwm yn cael ei ychwanegu at alwad y gorau.
04 Effaith daear brin ar briodweddau trydanol aloion
Mae ychwanegu AG at alwminiwm purdeb uchel yn niweidiol i ddargludedd yr aloi, ond gellir gwella'r dargludedd i raddau trwy ychwanegu AG priodol i alwminiwm pur diwydiannol ac aloion dargludol al mg Si. Mae'r canlyniadau arbrofol yn dangos y gellir gwella dargludedd alwminiwm i mewn i 2% ~ 2% trwy ychwanegu A.2 3% trwy ychwanegu 3%. gwella dargludedd yr aloi, sydd wedi'i fabwysiadu gan y mwyafrif o ffatrïoedd gwifren ddomestig; ychwanegwch y ddaear brin olrhain at alwminiwm purdeb uchel i wneud cynhwysydd ffoil al re. Pan gaiff ei ddefnyddio mewn cynhyrchion 25kV, mae'r mynegai cynhwysedd yn cael ei ddyblu, mae'r gallu fesul cyfaint uned yn cael ei gynyddu 5 gwaith, mae'r pwysau'n cael ei leihau 47%, ac mae cyfaint y cynhwysydd yn cael ei leihau'n sylweddol.
05Effaith y Ddaear Brin ar Gwrthiant Cyrydiad Alloy
Mewn rhai amgylcheddau gwasanaeth, yn enwedig ym mhresenoldeb ïonau clorid, mae aloion yn agored i gyrydiad, cyrydiad agennau, cyrydiad straen a blinder cyrydiad. Er mwyn gwella ymwrthedd cyrydiad aloion alwminiwm, cynhaliwyd llawer o astudiaethau. Canfyddir y gall ychwanegu swm priodol o ddaear brin i aloion alwminiwm wella eu gwrthiant cyrydiad yn effeithiol. Cafodd y samplau a wnaed trwy ychwanegu gwahanol symiau o ddaearoedd prin cymysg (0.1%~ 0.5%) at alwminiwm eu socian mewn heli a dŵr y môr artiffisial am dair blynedd yn olynol. Mae'r canlyniadau'n dangos y gall ychwanegu ychydig bach o ddaearoedd prin i alwminiwm wella ymwrthedd cyrydiad alwminiwm, ac mae'r ymwrthedd cyrydiad mewn heli a dŵr y môr artiffisial 24% a 32% yn uwch na gwrthiant alwminiwm, yn y drefn honno; gan ddefnyddio dull anwedd cemegol ar yr wyneb ac ychwanegu lle mae prin yn gallu treiddio i dreiddiad, ac ati. 2024 Alloy, gan wneud potensial electrod arwyneb aloi alwminiwm yn tueddu i fod yn unffurf, a gall gwella'r ymwrthedd i gyrydiad rhyngranbarthol a chyrydiad straen; ychwanegu ALl at aloi alwminiwm mg uchel wella gallu cyrydiad gwrth-forol yr aloi yn sylweddol; ychwanegu 15% ~ 2.5% nd, i afonydd alumin i alwm, i alumin alumin yr aloion, a ddefnyddir yn helaeth fel deunyddiau awyrofod.
◆ ◆ Technoleg paratoi aloi alwminiwm daear prin ◆ ◆ ◆ ◆
Ychwanegir y ddaear brin yn bennaf ar ffurf elfennau olrhain mewn aloion alwminiwm ac aloion eraill. Mae gan y ddaear brin weithgaredd cemegol uchel, pwynt toddi uchel, ac mae'n hawdd ei ocsidio a'i losgi ar dymheredd uchel. Mae hyn wedi achosi rhai anawsterau wrth baratoi a chymhwyso aloion alwminiwm prin y ddaear. Yn yr ymchwil arbrofol tymor hir, mae pobl yn parhau i archwilio dulliau paratoi aloion alwminiwm prin y ddaear. Yn bresennol, mae'r prif ddulliau cynhyrchu ar gyfer paratoi aloion aloion prin aloion aloion aloion aloion aloion aloion yn gymysgu, dulliau halen molten molten.
01 Dull Cymysgu
Dull toddi cymysg yw ychwanegu daear prin neu fetel daear prin cymysg i hylif alwminiwm tymheredd uchel yn gymesur i wneud aloi meistr neu aloi cymhwysiad, ac yna toddi'r meistr aloi a'r alwminiwm sy'n weddill yn ôl y lwfans a gyfrifir gyda'i gilydd, ei droi a'i fireinio'n llawn.
02 Electrolysis
Y dull electrolysis halen tawdd yw ychwanegu ocsid daear prin neu halen daear prin i'r gell electrolytig alwminiwm diwydiannol ac electrolyze gydag ocsid alwminiwm i gynhyrchu dull electrolysis aloi alwminiwm daear prin. Yn gyffredinol, mae dwy ffordd, sef dull catod hylif a dull ewtectoid electrolytig. Ar hyn o bryd, datblygwyd y gellir ychwanegu'n uniongyrchol cyfansoddion daear prin at gelloedd electrolytig alwminiwm diwydiannol, a gellir cynhyrchu aloion alwminiwm daear prin trwy electrolysis toddi clorid trwy ddull ewtectoid.
03 Dull lleihau aluminothermig
Oherwydd bod gan alwminiwm allu lleihau cryf, a gall alwminiwm ffurfio amrywiaeth o gyfansoddion rhyngmetallig â phridd prin, gellir defnyddio alwminiwm fel asiant lleihau i baratoi aloion alwminiwm daear prin. Dangosir y prif adweithiau cemegol yn y fformiwla ganlynol:
RE2O3+ 6al → 2real2+ Al2O3
Yn eu plith, gellir defnyddio ocsid prin ocsid neu slag prin sy'n llawn daear fel deunyddiau crai prin y ddaear; gall yr asiant lleihau fod yn alwminiwm pur diwydiannol neu'n alwminiwm silicon; y tymheredd lleihau yw 1400 ℃ ~ 1600 ℃. Yn y cam cynnar, cynhaliwyd llawer o broblemau yn y blynyddoedd newydd; Dull lleihau aluminothermig. Ar dymheredd is (780 ℃), cwblheir yr adwaith lleihau alwminothermig yn y system sodiwm fflworid a sodiwm clorid, sy'n osgoi'r problemau a achosir gan y tymheredd uchel gwreiddiol.
◆ ◆ Cynnydd Cynnydd Alloy Alwminiwm Daear Prin ◆ ◆ ◆
01 Cymhwyso aloi alwminiwm daear prin yn y diwydiant pŵer
Oherwydd manteision dargludedd da, capasiti cario cerrynt mawr, cryfder uchel, gwrthiant gwisgo, prosesu hawdd a oes gwasanaeth hir, gellir defnyddio aloi alwminiwm daear prin i gynhyrchu ceblau, llinellau trosglwyddo uwchben, creiddiau gwifren, gwifrau sleidiau a gwifrau tenau at ddibenion arbennig. elfen â chynnwys uchel, sy'n cael mwy o effaith ar yr eiddo trydanol. Gall ychwanegu swm priodol o Ddaear brin wella morffoleg a dosbarthiad presennol silicon yn yr aloi, a all wella priodweddau trydanol alwminiwm yn effeithiol; ychwanegu ychydig bach o yttrium neu yttrium cyfoethog y ddaear brin gymysg i'r prin a all-wrthsefyll gwrthsefyll gwres, gall gwelliant yn unig gynnal y tueddiad uchel ond gallant gynnal y templedredd Gwrthiant cyrydiad system aloi alwminiwm. Gall ceblau a dargludyddion wedi'u gwneud o aloi alwminiwm daear prin gynyddu rhychwant twr cebl ac ymestyn oes gwasanaeth ceblau.
02Cymhwyso aloi alwminiwm daear prin yn y diwydiant adeiladu
6063 Alloy alwminiwm yw'r un a ddefnyddir fwyaf yn y diwydiant adeiladu. Gall ychwanegu 0.15% ~ 0.25% prin y Ddaear wella'r strwythur a strwythur prosesu AS yn sylweddol, a gall wella perfformiad allwthio, effaith triniaeth wres, priodweddau mecanyddol, ymwrthedd cyrydiad, perfformiad triniaeth arwyneb a thôn lliw. Canfyddir bod daear brin yn cael ei dosbarthu'n bennaf mewn ffin a alwminiwm a alwminiwm yn ffinio â pheiriant pla bodoli ar ffurf cyfansoddion i fireinio strwythur a grawn y dendrite, fel bod maint yr ewtectig heb ei ddatrys a maint y dimple yn yr ardal dimple yn dod yn sylweddol llai, mae'r dosbarthiad yn unffurf, ac mae'r dwysedd yn cynyddu, fel bod priodweddau amrywiol yr aloi yn cael eu gwella i raddau amrywiol. Er enghraifft, mae cryfder y proffil yn cael ei gynyddu mwy nag 20%, mae'r elongation yn cynyddu 50%, a bod y gyfradd cyrydiad yn cael ei ostwng fwy na dwywaith, mae trwch y ffilm ocsid yn cynyddu 5%~ 8%, ac mae'r eiddo lliwio yn cynyddu tua 3%. Mae'r proffiliau adeiladu aloi ail-6063 yn cael eu defnyddio'n helaeth.
03Cymhwyso aloi alwminiwm daear prin mewn cynhyrchion dyddiol
Adding trace rare earth to pure aluminum and Al Mg series aluminum alloys for daily use aluminum products can significantly improve the mechanical properties, deep drawing property and corrosion resistance.The daily necessities such as aluminum pots, aluminum pans, aluminum plates, aluminum lunch boxes, aluminum furniture supports, aluminum bicycles, and home appliance parts made of Al Mae gan mg re aloi fwy na dwywaith y gwrthiant cyrydiad, gostyngiad pwysau o 10% ~ 15%, cynnydd o gynnydd o 10% ~ 20%, 10% ~ 15% o ostyngiad mewn costau cynhyrchu, a lluniad dwfn gwell a pherfformiad prosesu dwfn o gymharu â chynhyrchion aloi alwminiwm heb y ddaear prin. Yn bresennol, mae angenrheidiau dyddiol aluminiwm prin yn cael eu defnyddio'n sylweddol, ac yn cael eu defnyddio'n sylweddol, ac mae'r cynhyrchion yn cael eu defnyddio'n fawr, ac yn cael eu defnyddio'n sylweddol, ac yn cael eu defnyddio'n sylweddol, a bod y cynhyrchion yn cael eu defnyddio'n sylweddol, ac yn cael eu defnyddio'n sylweddol, ac yn cael eu defnyddio'n sylweddol, ac yn cael eu defnyddio'n sylweddol, ac yn cael eu defnyddio'n sylweddol, ac yn cael eu defnyddio'n sylweddol, ac yn cael eu defnyddio'n sylweddol, ac yn cael eu defnyddio'n sylweddol, ac yn cael eu defnyddio'n sylweddol, ac yn cael eu defnyddio'n dda ac yn fwy tramor, ac yn cael eu defnyddio'n dda ac yn fwy na marchnadoedd tramor yn cael eu defnyddio, a bod y cynhyrchion yn cael eu defnyddio'n sylweddol.
04 Cymhwyso aloi alwminiwm daear prin mewn agweddau eraill
Gall ychwanegu ychydig filfedau o ddaear brin yn y gyfres Al Si a ddefnyddir fwyaf eang wella aloi castio yn sylweddol berfformiad peiriannu'r aloi. Mae llawer o frandiau o gynhyrchion wedi cael eu defnyddio mewn awyrennau, llongau, automobiles, peiriannau disel, beiciau modur a cherbydau arfog (piston, blwch gêr, silindr, offeryniaeth a rhannau eraill). Mewn ymchwil a chymhwysiad, canfyddir mai SC yw'r elfen fwyaf effeithiol i optimeiddio strwythur a phriodweddau aluminwm aluminum. Mae ganddo gryfhau gwasgariad cryf, cryfhau mireinio grawn, cryfhau toddiannau a chryfhau microalloy effeithiau ar alwminiwm, a gall wella cryfder, caledwch, plastigrwydd, caledwch, ymwrthedd cyrydiad, ymwrthedd gwres, ac ati. Mae aloion aloys aloys yn cael eu defnyddio mewn diwydiannau uchel, ac ati. Mae gan aloi alwminiwm sgandiwm MG Zr SC Scandium a ddatblygwyd gan NASA gryfder uchel a thymheredd uchel a sefydlogrwydd tymheredd isel ac mae wedi'i gymhwyso i rannau strwythurol fuselage awyrennau ac awyrennau; mae'r aloi 0146al cu li sc a ddatblygwyd gan Rwsia wedi'i gymhwyso i'r tanc tanwydd cryogenig.
O Gyfrol 33, Rhifyn 1 o'r Ddaear Rare gan Wang Hui, Yang An ac Yun Qi
Amser Post: Gorffennaf-05-2023