Ko te tono owhenua ongei roto i te makanga konumohe koranu i kawea i mua ki waho. Ahakoa i timata a Haina te rangahau me te whakamahi i tenei waahanga i nga tau 1960 anake, kua tere te whanake. He maha nga mahi kua mahia mai i te rangahau miihini ki te whakamahi mahi, a kua tutuki etahi whakatutukitanga. Na te taapiri o nga waahanga onge whenua, kua tino pai ake nga taonga miihini, nga taonga whakarewa me nga taonga hiko o nga koranu konumohe. Ko nga taonga hou, ko nga taonga onge, hiko me te autō o nga huānga whenua onge ka whai waahi nui ki te hanga i nga taonga autō tuturu whenua onge, nga taonga tuku rama onge whenua, nga taonga rokiroki hauwai onge whenua, aha atu.
◆ ◆ Hangaia mahi o te whenua onge i roto i te konumohe me te konumohe konumohe ◆ ◆
He nui te mahi matū o te whenua onge, he iti te kaha me te whakarite paparanga irahiko motuhake, ka taea te taunekeneke me te tata ki nga huānga katoa.Ko nga whenua onge e whakamahia nuitia ana i roto i te konumohe me te konumohe konumohe ko La (tauraki), Ce (cerium), Y (yttrium) me Sc (scandium). He maha nga wa ka taapirihia ki roto i te wai konumohe me nga whakarereke, nga kaihoko karihi me nga kaihoko whakaheke, ka taea te pure i te whakarewa, te whakapai ake i te hanganga, te whakamahine i te witi, me era atu.
01Te purenga o te whenua onge
I te mea ka kawea mai te nui o te hau me te waikura (te nuinga o te hauwai, te hāora me te hauota) i roto i te whakarewatanga me te whakarewatanga o te konumohe konumohe, ka puta mai nga kohao, nga kapiti, nga whakauru me etahi atu hapa i roto i te whakarewatanga (tirohia te Whakaahua 1a), ka whakaitihia. te kaha o te konumohe konumohe.Ko te painga o te purenga o te whenua onge e tino kitea ana i roto i te whakahekenga o te hauwai i roto i te konumohe whakarewa, te whakahekenga o te reiti pinhole me te porosity (tirohia te Whakaahua 1b), me te whakahekenga o nga whakaurunga me nga mea kino. Ko te take he nui te hononga o te whenua onge ki te hauwai, ka taea te mimiti me te whakakore i te hauwai i roto i nga rahinga nui me te hanga i nga pūhui pūmau me te kore e hanga mirumiru, na reira ka tino whakaitihia te hauwai me te porosity o te konumohe; te nuinga tangohia i roto i te ahua o te para i roto i te tukanga whakarewa, kia rite ki te whakatutuki i te kaupapa o te pure konumohe wai.
Kua whakamatauhia e nga mahi ko te whenua onge te hua o te whakaiti i te ihirangi o te hauwai, te hāora me te whanariki i roto i te konumohe me te konumohe koranu. Ko te taapiri i te 0.1% ~ 0.3% RE i roto i te wai konumohe he pai ake te tango i nga poke kino, te whakamahine i nga poke, te whakarereke ranei i o raatau ahua, kia pai ai te tohatoha me te tohatoha i nga karepe; RES, REAs, me REPb, e tohuhia ana e te ira whakarewa teitei, te iti kiato, me nga ahuatanga matū pumau, ka taea te maanu ki runga ki te hanga para me te tango, na reira ka purea te wai konumohe; witi.
Whakaahua 1 SEM Morphology of 7075 Alloy without RE and w (RE)=0.3%
a. Kaore i te taapirihia te RE;b. Tāpirihia te w (RE)=0.3%
02Te ahua o te whenua onge
Ko te whakarereketanga o te whenua onge e tino kitea ana i roto i te whakamahine i nga karepe me nga dendrites, te aukati i te ahua o te wahanga lamellar T2, te whakakore i te waahanga nui kua tohatohahia ki roto i te karaihe tuatahi me te hanga i te wahanga porowhita, kia tino heke ai te takai me te mahanga i te rohe o te witi. (Tirohia te Whakaahua 2).I te nuinga o te waa, he nui ake te radius o te ngota onge whenua i to te ngota konumohe, a, he ahua kaha ona ahuatanga. Ko te rewa i roto i te wai konumohe he tino ngawari ki te whakakii i nga koha o te mata o te wahanga koranu, e whakaiti ana i te awangawanga o te mata i runga i te atanga i waenga i nga waahanga hou me nga waahanga tawhito, me te whakapai ake i te tere o te tipu o te karihi karihi; I te wa ano, ka taea hoki te hanga i te mata kiriata kaha i waenganui i nga kakano me te wai whakarewa hei aukati i te tipu o nga kakano kua hangaia me te whakamahine i te hanganga koranu (tirohia te Whakaahua 2b).
Whakaahua 2 Hanganga Mokoiti o nga Alloys me te taapiri RE rereke
a. RE inenga he 0;b. Ko te taapiri RE he 0.3%;c. Ko te taapiri RE he 0.7%
Whai muri i te taapiri i nga huānga whenua ongeαKo nga kakano o te wahanga (Al) i timata te iti ake, i whai waahi ki te whakamahine i nga kakanoα(Al) ka huri ki te ahua rohi iti, ki te hanga rakau ranei, ina ko te ihirangi o te whenua onge he 0.3%αTe rahi o te witi o (Al ) Ko te waahanga te mea iti rawa, a ka piki haere me te piki haere o nga ihirangi onge whenua.Kua kitea e nga whakamatautau he waa heki mo te ahua o te whenua onge, katahi ka mau ki te pāmahana teitei mo tetahi wa, Ko te whenua onge te mahi nui rawa atu i roto i te metamorphism. I tua atu, ko te maha o nga karihi karaihe o nga pūhui i hangaia e te konumohe me te whenua onge ka tino piki ake i te wa e tioata ai te konganuku, na te mea ka pai te hanga o te koranu. E whakaatu ana te rangahau he pai te whenua onge. pānga whakarerekētanga ki te konumohe koranu.
03 Te awenga microalloying o te whenua onge
Ko te whenua onge te nuinga kei roto i te konumohe me te konumohe koranu i roto i nga momo e toru: otinga totoka i roto i te matrixα(Al);Wehewehe i te rohe wahanga, rohe witi me te rohe dendrite;Ko te otinga totoka i roto ranei i te ahua o te pūhui.Ko nga hua whakakaha o te whenua onge i roto Ko te nuinga o nga koranu konumohe ko te whakapakari witi, ko te whakakaha otinga mutunga me te waahanga tuarua o te whakapakari i nga puhui whenua onge.
Ko te ahua o te whenua onge i roto i te konumohe me te konumohe konumohe e tata ana ki te nui o te taapiri. Ko te tikanga, ka iti ake te ihirangi RE i te 0.1%, ko te mahi a RE ko te whakapakari i te witi pai me te whakapakari otinga mutunga; I te wa ko te RE ihirangi ko te 0.25% ~ 0.30%, RE me Al te hanga i te maha o te porowhita, poto poto ranei penei i nga pūhui intermetallic. , ka tohatohahia i roto i te rohe o te witi, o te witi ranei, me te maha o nga wehenga, ka puta nga hanganga porowhita o te witi me nga puhui whenua onge kua marara, ka puta mai nga paanga miihini miihini penei i te whakapakari i te waahanga tuarua.
◆ ◆ Te paanga o te whenua onge ki runga i nga ahuatanga o te konumohe me te konumohe konumohe ◆◆
01 Te paanga o te whenua onge ki runga i nga ahuatanga miihini matawhānui o te koranu
Ka taea te whakapai ake i te kaha, te pakeke, te whakaroa, te uaua whati, te whakakakahu me etahi atu momo miihini matawhānui o te koranu ma te taapiri i te nui o te whenua onge.0.3% RE ka taapirihia ki te whakarewa konumohe ZL10 raupapa koranuσbmai i te 205.9 MPa ki te 274 MPa, me te HB mai i te 80 ki te 108; Te taapiri 0.42% Sc ki te 7005 alloyσbi piki ake i te 314MPa ki te 414MPa,σ0.2i piki ake i te 282MPa ki te 378MPa, i piki ake te kirihou mai i te 6.8% ki te 10.1%, a, i tino whakanuia te pumau o te pāmahana teitei; Ka taea e La me Ce te whakapai ake i te superplasticity o te koranu. Ko te taapiri i te 0.14% ~ 0.64% La ki te Al-6Mg-0.5Mn koranu ka whakanui ake i te superplasticity mai i 430% ki te 800%~1000%; Ko te rangahau nahanaha o Al Si koranu e whakaatu ana ko te kaha o te tuku me te kaha tensile mutunga o te koranu ka tino nui. whakapai ake ma te taapiri i te nui o te Sc.Fig. Ko te 3 e whakaatu ana i te ahua SEM o te pakaru o te pakaru o Al-Si7-Mg0.8te koranu, e tohu ana he whati pakaru noa te pakaru me te kore RE, i muri i te taapiri 0.3% RE, ka kitea te hanganga dimple i roto i te whati, e tohu ana he pai te uaua me te ngawari.
Fig. 3 Tensile Fracture Morphology
a. Kaore i uru ki te RE;b. Tāpirihia te 0.3% RE
02Te Painga o te Whenua Onge ki runga i nga Ahuatanga Pawera Nui o nga Alloys
Te taapiri i etahi rahingawhenua ongeki te konumohe koranu ka taea te whakapai ake i te kaha teitei o te wera o te konumohe konumohe. Ko te taapiri 1% ~ 1.5% te whakauru o te whenua onge ki te maka Al Si eutectic koranu ka whakanui i te kaha o te pāmahana teitei e 33%, te kaha o te pakaru o te pāmahana (300 ℃, 1000 haora) ma te 44%, ka tino pai ake te aukati kakahu me te pumau o te pāmahana teitei; Ko te taapiri i te La, Ce, Y me te mischmetal ki te whakarewa i nga koranu Al Cu ka taea te whakapai ake i nga ahuatanga o te pāmahana teitei o nga koranu; Ka taea e te Fe-3.4% Ce koranu te mahi mo te wa roa i raro iho i te 400 ℃, te whakapai ake i te pāmahana mahi o te konumohe konumohe; Ka honoa a Sc ki te Al Mg Si alloy hei hanga Al3Ko nga matūriki Sc kare i te ngawari ki te whakakorikori i te pāmahana teitei me te hono ki te matrix ki te titi i te rohe o te witi, kia mau tonu ai te koranu i te hanganga karekau i te wa e whakahiato ana, me te whakapai ake i nga ahuatanga teitei o te koranu.
03 Te Painga o te Whenua Onge ki runga i nga Ahuatanga Matapihi o nga Alloys
Ko te taapiri i te whenua onge ki te koranu konumohe ka huri i te hanganga o tana kiriata waikura mata, kia kanapa ake te mata me te ataahua. Ina whakauruhia te 0.12% ~ 0.25% RE ki te koranu konumohe, ko te whakaata o te 6063 kua whakahiatohia me te tae ka tae ki runga. 92%; Ina taapirihia te 0.1% ~ 0.3% RE ki te Al Mg whakarewa konumohe konumohe, ka taea e te koranu te whiwhi i te pai rawa atu o te mata me te mauroa mohinuhinu.
04 Te Paanga o te Whenua Onge ki nga Ahua Hiko o nga Alloys
Ko te taapiri i te RE ki te konumohe parakore teitei he kino ki te kawe o te koranu, engari ka taea te whakapai ake i te kawe ki tetahi waahanga ma te taapiri i te RE tika ki te konumohe parakore o te ahumahi me te Al Mg Si conductive alloys. Ko nga hua whakamatautau e whakaatu ana ko te kawe o te konumohe. Ka taea te whakapai ake i te 2%~3% ma te taapiri i te 0.2% RE.Ko te taapiri i te iti o te yttrium taonga onge whenua ki roto Al Zr koranu ka taea te whakapai ake i te kawe o te koranu, kua tangohia e te nuinga o nga wheketere waea whare; ki te konumohe tino parakore ki te hanga Al RE pūnga konumohe. I te wa e whakamahia ana i roto i nga hua 25kV, ka ruarua te tohu tohu, ka piki ake te kaha o ia waahanga ki te 5 nga wa, ka whakahekehia te taumaha ki te 47%, ka tino heke te kaha o te puritanga.
05Te Painga o te Whenua Onge ki te Atete Waikura o te Alloy
I roto i etahi taiao ratonga, ina koa i te aroaro o nga katote chloride, he whakaraerae nga koranu ki te waikura, te pakaru o te kapiti, te waikura ahotea me te ngenge o te waikura. Hei whakapai ake i te aukati o nga koranu konumohe, he maha nga rangahau i mahia. E kitea ana ko te taapiri i te nui o te whenua onge ki nga koranu konumohe ka taea te whakapai ake i o raatau aukati. tau. Ko nga hua e whakaatu ana ko te taapiri i te iti o nga whenua onge ki te konumohe ka taea te whakapai ake i te aukati waikura o te konumohe, me te aukati i te waikura i roto i te tote me te wai moana horihori he 24% me te 32% teitei ake i tera o te konumohe; onge whenua maha-wahanga penetrant (La, Ce, me ētahi atu), he apa o te whenua onge kiriata hurihanga ka taea te hanga i runga i te mata o te 2024 koranu, hanga te mata hiko o te koranu konumohe te kaha ki te kia rite, me te whakapai ake i te ātete ki waikura intergranular me te waikura ahotea; Ko te taapiri i te La ki te Mg konumohe konumohe teitei ka taea te whakapai ake i te kaha o te waikura o te moana o te koranu; Ko te taapiri 1.5% ~ 2.5% Nd ki nga konumohe konumohe ka taea te whakapai ake i te mahi o te pāmahana teitei, te piri o te hau me te parenga waikura o te koranu, e whakamahia whanuitia ana hei taonga mokowhiti.
◆ ◆ Hangarau whakarite o te konumohe konumohe onge whenua ◆ ◆
Ko te whenua onge te nuinga ka taapirihia ki te ahua o nga huānga tohu i roto i nga koranu konumohe me etahi atu koranu. He nui te mahi matū o te whenua onge, he teitei te rewa, he ngawari ki te waikura me te wera ki te wera nui. Na tenei i puta etahi uaua ki te whakarite me te whakamahi i nga koranu konumohe onge whenua. I roto i nga rangahau whakamatautau mo te wa roa, kei te haere tonu nga tangata ki te tirotiro i nga tikanga whakarite o nga konumohe konumohe onge whenua. he tikanga ranu, tikanga hiko tote whakarewa me te tikanga whakaiti aluminothermic.
01 Tikanga whakaranu
Ko te tikanga rewa whakahanumi ko te taapiri i te whenua onge, i te whakarewatanga o te whenua onge ranei ki roto i te wai konumohe teitei-te pāmahana kia rite ki te hanga i te koranu matua, te koranu tono ranei, katahi ka whakarewahia te koranu matua me te toenga konumohe kia rite ki te tahua kua whakaritea, kia tino whakaohohia, kia para. .
02 Hikohiko
Ko te tikanga tote electrolysis whakarewa he ki te tāpiri waikura whenua onge tote whenua onge ranei ki te konumohe electrolytic pūtau ahumahi me te electrolyze ki te waikura konumohe ki te whakaputa whenua onge konumohe alloy.Molten tikanga tote electrolysis kua whakawhanakehia āhua nohopuku i Haina. Ko te tikanga, e rua nga huarahi, ara, te tikanga cathode wai me te tikanga eutectoid electrolytic. I tenei wa, kua whakawhanakehia ka taea te taapiri tika i nga puhui whenua onge ki nga pūtau hiko konumohe ahumahi, a ka taea te whakaputa i nga koranu konumohe onge whenua ma te electrolysis o te rewa chloride ma te tikanga eutectoid.
03 Tikanga whakaheke Aluminothermic
Na te mea he kaha te whakaheke o te konumohe, a ka taea e te konumohe te hanga i nga momo momo whakangao me te whenua onge, ka taea te whakamahi i te konumohe hei kaihoko whakaheke hei whakarite i nga koranu konumohe onge whenua. Ko nga tauhohenga matū matua e whakaatuhia ana i te tauira e whai ake nei:
RE2O3+ 6Al→2REAl2+ Al2O3
I roto ia ratou, ka taea te whakamahi i te waikura whenua onge, te parae taonga whenua onge ranei hei rauemi mata o te whenua; Ka taea e te kaihoko whakaheke he konumohe parakore ahumahi konumohe silicon ranei; Ko te pāmahana whakaheke ko 1400 ℃ ~ 1600 ℃. I te wa tuatahi, i kawea i raro i te ahua o te noho o te kaihoko whakawera me te rere, me te nui o te whakahekenga o te pāmahana he maha nga raru; I nga tau tata nei, kua whakawhanakehia e nga kairangahau tetahi tikanga whakaheke aluminothermic hou. I te pāmahana iti (780 ℃), ka oti te tauhohenga whakaheke aluminothermic i roto i te punaha o te konutai pūkōwhai me te konutai pūhaumāota, e karo i nga raruraru i puta mai i te pāmahana teitei taketake.
◆ ◆ Te ahunga whakamua tono o te konumohe konumohe onge whenua ◆ ◆
01 Te tono o te konumohe konumohe onge whenua i roto i te umanga hiko
Na nga painga o te pai o te kawe, te kaha o te kawe i naianei, te kaha nui, te aukati i te kakahu, te ngawari o te tukatuka me te roa o te mahi, ka taea te whakamahi i te konumohe onge whenua hei hanga i nga taura, nga raina whakawhiti o runga, nga waea waea, nga waea kiriata me nga waea angiangi mo nga kaupapa motuhake.Ko te taapiri i te iti o te RE i roto i te Al Si alloy system ka taea te whakapai ake i te kawe, na te mea ko te silicon i roto i te konumohe konumohe he mea poke me te nui o te ihirangi, he nui ake te paanga ki nga taonga hiko. Ko te taapiri i te nui o te whenua onge ka taea te whakapai ake i te ahua me te tohatoha o te silicon i roto i te koranu, ka pai ake te whakapai ake i nga ahuatanga hiko o te konumohe; Ko te taapiri i te iti o te yttrium, te yttrium ranei kua konatunatua te whenua onge ki roto i te waea konumohe atete wera. e kore e taea anake te pupuri i te pai o te mahi i te pāmahana teitei engari me te whakapai ake hoki i te kawe; Ka taea e te whenua onge te whakapai ake i te kaha tensile, te parenga wera me te aukati waikura o te punaha koranu konumohe. Ko nga taura me nga kaitarai i hangaia mai i te konumohe konumohe onge whenua ka taea te whakanui ake i te roa o te pourewa taura me te whakaroa i te oranga o nga taura.
02Te tono o te konumohe konumohe onge whenua i roto i te umanga hanga
Ko te 6063 konumohe konumohe te tino whakamahia i roto i te ahumahi hanga. Ko te taapiri i te 0.15% ~ 0.25% o te whenua onge ka taea te whakapai ake i te hanganga o te maka me te hanganga tukatuka, a ka taea te whakapai ake i te mahi extrusion, te maimoatanga wera wera, nga taonga miihini, te aukati waikura, te mahi maimoatanga mata me te tae o te tae. Ko te nuinga ka tohatohahia i roto i te 6063 konumohe alloyα-Al ka whakakore i te rohe o te waahanga, te rohe o te witi me te interdendritic, a ka rewa i roto i nga pūhui, kei te noho ranei i roto i te ahua o nga pūhui hei whakamahine i te hanganga dendrite me nga kakano, kia nui ai te rahi o te eutectic kaore i whakakorehia me te rahi. o te dimple i te rohe dimple ka tino iti ake, ka rite te tohatoha, ka piki ake te kiato, kia pai ake ai nga momo ahuatanga o te koranu ki nga nekehanga rereke. Hei tauira, ko te kaha o te tohu ka piki ake i te 20%, ka piki ake te elongation e 50%, ka whakahekehia te tere o te waikura e neke atu i te rua, Ko te matotoru o te kiriata waikura ka piki ake i te 5% ~ 8%, a ka piki ake te ahua o te tae ki te 3%.Na reira, ka whakamahia nuitia nga whakaaturanga hangahanga koranu RE-6063.
03Te whakamahinga o te konumohe onge whenua i roto i nga hua o ia ra
Ko te taapiri i te whenua onge ki te konumohe parakore me te raupapa Al Mg konumohe konumohe mo nga hua konumohe mo ia ra ka taea te whakapai ake i nga taonga miihini, nga taonga tuhi hohonu me te aukati waikura. tautoko taonga konumohe, paihikara konumohe, me nga wahi taputapu kāinga hanga o Al Mg RE koranu kua neke atu i te rua te parenga waikura, 10% ~ 15% whakaiti taimaha, 10% ~ 20% hua hua, 10% ~ 15% whakaiti utu production, me te pai ake o te tuhi hohonu me te mahi tukatuka hohonu i whakaritea ki nga hua konumohe koranu kaore he whenua onge.I tenei wa, ko nga mea e hiahiatia ana mo ia ra o te konumohe konumohe onge whenua kua tino whakamahia, a kua tino piki ake nga hua, a he pai te hoko ki nga maakete o roto me nga whenua ke. .
04 Te tono o te konumohe konumohe whenua onge i etahi atu waahanga
Ko te taapiri i etahi haumano o te whenua onge i roto i te raupapa whakarewa Al Si e whakamahia nuitia ana ka taea te whakapai ake i te mahi miihini o te koranu. He maha nga momo momo hua kua whakamahia i roto i nga waka rererangi, i nga kaipuke, i nga motuka, i nga miihini diesel, i nga motopaika me nga waka patu (piston, gearbox, cylinder, instrumentation me etahi atu waahanga). arotau i te hanganga me nga ahuatanga o nga koranu konumohe. He kaha te whakapakari i te whakamararatanga, te whakakaha o te witi, te whakakaha o te otinga me te whakakaha microalloy i runga i te konumohe, ka taea te whakapai ake i te kaha, te pakeke, te kirihou, te uaua, te aukati waikura, te wera wera, me era atu o nga alloys.Sc Al series alloys kua whakamahia i roto i nga ahumahi hangarau teitei penei i te aerospace, nga kaipuke, nga tereina tereina, nga waka marama, me era atu. nga waahanga hanganga;Ko te koranu 0146Al Cu Li Sc i hangaia e Ruhia kua whakamahia ki te tank wahie cryogenic o nga waka mokowhiti.
Mai i te Volume 33, Putanga 1 o Rare Earth na Wang Hui, Yang An me Yun Qi
Wā tuku: Hūrae-05-2023