Примена наРетка земјапри леење од алуминиумска легура беше спроведена порано во странство. Иако Кина го започна истражувањето и примената на овој аспект само во 1960 -тите, таа брзо се разви. A lot of work has been done from mechanism research to practical application, and some achievements have been made.With the addition of rare earth elements, the mechanical properties, casting properties and electrical properties of aluminum alloys have been greatly improved.In the field of new materials, the rich optical, electrical and magnetic properties of rare earth elements also play an important role in making rare earth permanent magnetic materials, rare earth light-emitting materials, rare Материјали за складирање на водород на Земјата, итн.
◆ ◆ Механизам за дејствување на ретка земја во алуминиум и алуминиумска легура ◆
Ретката земја има висока хемиска активност, низок потенцијал и специјален аранжман на електронски слој и може да комуницира со скоро сите елементи. Земјините земји што обично се користат во алуминиумските и алуминиумските легури вклучуваат ЛА (Лантанум), CE (цериум), Y (yttrium) и СЦ (Скандиум). Тие честопати се додаваат во алуминиумска течност со модификатори, нуклеарни агенси и агенси за дегирање, кои можат да ја прочистат топењето, да ја подобрат структурата, да го рафинираат житото, итн.
01Прочистување на ретка земја
Како голема количина на подмножества со гас и оксид (главно водород, кислород и азот) ќе бидат донесени за време на топењето и леењето на алуминиумската легура, пинколи, пукнатини, подмножества и други дефекти ќе се појават во кастингот (види слика 1А), намалувајќи ја јачината на алуминиумската легура. molten aluminum, the reduction of pinhole rate and porosity (see Figure 1b), and the reduction of inclusions and harmful elements.The main reason is that rare earth has a large affinity with hydrogen, which can absorb and dissolve hydrogen in large quantities and form stable compounds without forming bubbles, thus significantly reducing the hydrogen content and porosity of aluminum;Rare earth and Азотните формираат огноотпорни соединенија, кои претежно се отстрануваат во форма на згура во процесот на топење, за да се постигне целта на прочистување на алуминиумска течност.
Практиката докажа дека ретката земја има ефект на намалување на содржината на водород, кислород и сулфур во алуминиум и алуминиумски легури. Додавање 0,1% ~ 0,3% РЕ во алуминиумска течност е корисно за подобро отстранување на штетните нечистотии, рафинирање на нечистотиите или промена на нивната морфологија, за да се рафинираат и рамномерно дистрибуираат зрна; Покрај тоа, повторно и штетни нечистотии со ниска точка на топење на бинарни соединенија, како што се рес, реа, реалистики и реп. отстранети, со што се прочистува алуминиумска течност; преостанатите фини честички стануваат хетерогени јадра на алуминиум за да ги рафинираат зрната.
Сл. 1 СЕМ морфологија на 7075 легура без РЕ и В (РЕ) = 0,3%
а. Повторно не се додава; б. Додадете W (Re) = 0,3%
02Метаморфизам на ретка земја
Ретката модификација на Земјата главно се манифестира во рафинирање на зрна и дендрити, инхибиција на појавата на груба ламеларна Т2 фаза, елиминирајќи ја грубата масивна фаза дистрибуирана во примарниот кристал и формирајќи сферичен фаза, така што соединенијата на лентата и фрагментот се значително намалени (види слика 2). Неговите својства се релативно активни. Топењето во алуминиумска течност е многу лесно да се пополнат површинските дефекти во фазата на легура, што ја намалува површинската напнатост на интерфејсот помеѓу новите и старите фази и ја подобрува стапката на раст на кристалното јадро; во исто време, може да формира и површински активен филм помеѓу зрната и стопената течност за да се спречи растот на генерираните зрна и да ја рафинира структурата на Алој (види Слика 2b).
Сл. 2 Микроструктура на легури со различно додавање на РЕ
а. Повторно дозата е 0; б. Повторно додавање е 0,3%; в. Повторно додавањето е 0,7%
По додавањето на ретки елементи на земјата, зрната (ал) фаза почнаа да стануваат помали, кои играа улога во рафинирање на зрната (АЛ) трансформирана во мала форма на роза или шипка, кога содржината на ретка земја е 0,3%α -тела на зрна од (АЛ) фаза е најмалата, а постепено се зголемува со понатамошното зголемување на ретката содржина на земја. Кога се чува на висока температура за одреден временски период, ретката Земја ќе игра најголема улога во метаморфизмот. Покрај тоа, бројот на кристални јадра на соединенијата формирани од алуминиум и ретка земја се зголемува значително кога металот се кристализира, што исто така ја прави легурата структурата.
03 Микроалинг ефект на ретка земја
Ретката земја главно постои кај алуминиумските и алуминиумските легури во три форми: цврст раствор во матрицата (АЛ); сегрегација на фаза на граница, граница на жито и граница на дендрит; цврст раствор во или во форма на соединение.
Формата на постоење на ретка земја во алуминиум и алуминиумска легура е тесно поврзана со неговата количина на додавање. Generally, when RE content is less than 0.1%, the role of RE is mainly fine grain strengthening and finite solution strengthening;When RE content is 0.25%~0.30%, RE and Al form a large number of spherical or short rod like intermetallic compounds, which are distributed in the grain or grain boundary, and a large number of dislocations, fine grain spheroidized structures and dispersed rare earth compounds appear, which ќе произведе ефекти на микро легирање, како што е зајакнување на втората фаза.
◆ ◆ Ефект на ретка земја врз својствата на алуминиум и алуминиумска легура ◆◆
01 Ефект на ретка земја врз сеопфатни механички својства на легурата
Силата, цврстината, издолжувањето, цврстината на фрактурата, отпорноста на абење и другите сеопфатни механички својства на легурата може да се подобрат со додавање на соодветна количина на ретка земја.0.3% Re се додава на лекувањето на алуминиум ZL10 серии.bод 205,9 MPa до 274 MPa и Hb од 80 до 108; додавајќи 0,42% SC на 7005 легура.bсе зголеми од 314Mpa на 414Mpa, σ0,2Зголемено од 282MPa на 378MPa, пластичноста се зголеми од 6,8% на 10,1%, а стабилноста на висока температура беше значително подобрена; LA и CE можат значително да ја подобрат суперпластичноста на легурата. Додавањето 0,14%~ 0,64%LA на Al-6MG-0,5MN легура ја зголемува суперпластичноста од 430%на 800%~ 1000%; систематска студија на Al Si легура покажува дека јачината на приносот и крајната јачина на затегнување на легурата може да биде значително подобрена со додавање на соодветна количина на SC.fig. 3 го прикажува СЕМ појавата на затегнување фрактура на ал-Si7-mg0,8Легурата, што укажува на тоа дека станува збор за типична кршлива фрактура на расцеп без РЕ, додека по 0,3% РЕ се додава, очигледната структура на затемнување се појавува во фрактурата, што укажува дека има добра цврстина и еластичност.
Сл. 3 Морфологија на фрактура на затегнување
а. Не се приклучи на Ре; б. Додадете 0,3% RE
02Ефект на ретка земја врз својствата на висока температура на легурите
Додавање одредена количина наРетка земјаво алуминиумска легура може ефикасно да ја подобри отпорноста на оксидација на висока температура на алуминиумска легура. Додавање 1%~ 1,5%измешана ретка земја на леаната ал-еутектичка легура ја зголемува високата температура на температурата за 33%, високата температура на руптура (300 ℃, 1000 часа) за 44%, а отпорноста на абење и високата температура на стабилноста се значително подобрено; cast Al Cu alloys can improve the high-temperature properties of the alloys;The rapidly solidified Al-8.4% Fe-3.4% Ce alloy can work for a long time below 400 ℃, greatly improving the working temperature of aluminum alloy;Sc is added to the Al Mg Si alloy to form Al3Честичките од СЦ кои не се лесни за прицврстување на висока температура и кохерот со матрицата за да ја иглаат границата со жито, така што легурата одржува некристализирана структура за време на полнењето и во голема мерка ги подобрува својствата на висока температура на легурата.
03 Ефект на ретка земја врз оптичките својства на легурите
Додавањето ретка земја во алуминиумска легура може да ја промени структурата на неговиот филм на површински оксид, со што површината е повеќе светла и убава. Кога 0,12%~ 0,25%Re се додава во алуминиумската легура, рефлексивноста на оксидираниот и обоен 6063 профил е до 92%; кога 0,1%~ 0,3%RE се додава на Al Mg Cast Aluminum Alloy, Aloy Cant The Fore Fineit и Gloser Turanity.
04 Ефект на ретка земја врз електричните својства на легурите
Додавањето RE на алуминиум со висока чистота е штетно за спроводливоста на легурата, но спроводливоста може да се подобри до одреден степен со додавање на соодветно РЕ на индустрискиот чист алуминиум и ал-mg si спроводливи легури. Експерименталното резултати покажуваат дека спроводливоста на алуминиум може да се подобри со 2% ~ 3% со додавање на 0,2% повторно. Легурата, која е усвоена од повеќето домашни фабрики за жица; додадете трага ретка земја на алуминиум со висока чистота за да се направи кондензатор на фолија. Кога се користи во 25KV производи, индексот на капацитивност е двојно зголемен, капацитетот по единица волумен се зголемува за 5 пати, тежината се намалува за 47%, а волуменот на кондензаторот е значително намален.
05Ефект на ретка земја врз отпорност на корозија на легура
Во некои сервисни средини, особено во присуство на јони на хлорид, легурите се ранливи на корозија, корозија на пукнатина, корозија на стрес и замор на корозија. Со цел да се подобри отпорноста на корозијата на алуминиумските легури, спроведени се многу студии. Откриено е дека додавањето соодветна количина на ретка земја на алуминиумските легури може ефикасно да ја подобри нивната отпорност на корозија. Примероците направени со додавање на различни количини на мешани ретки земја (0,1%~ 0,5%) на алуминиум беа натопени во саламура и вештачка морска вода за три последователни години. Резултатите покажуваат дека додавањето мала количина на ретка земја на алуминиумот може да ја подобри отпорноста на корозијата на алуминиумот, а отпорноста на корозија кај саламура и вештачка морска вода е 24% и 32% повисока од онаа на алуминиум, соодветно; користење на хемиски метод на пареа и додавање на ретка земја мулти-компонента пенетрант (ЛА, ЦЕ, итн. Површинскиот електрода потенцијал на алуминиумска легура има тенденција да биде униформа, а подобрувањето на отпорноста на интергрануларна корозија и корозија на стрес; додавањето на ЛА во алуминиумска легура со високи мг може значително да ја подобри анти-морската корозија способност на легурата; додавајќи 1,5% ~ 2,5% НД на алуминиумските легури на алуминиум на алуминиум на алуминиум на алуминиум во алуминиумските легури може да се подобри со високиот степен на изведба на легура; се користат како воздушни материјали.
◆ ◆ Технологија за подготовка на ретка алуминиумска алуминиумска алуминиум ◆
Ретката земја најмногу се додава во форма на елементи во трагови во алуминиумски легури и други легури. Ретката Земја има висока хемиска активност, висока точка на топење и е лесно да се оксидира и гори на високи температури. Ова предизвика одредени потешкотии при подготовката и примената на ретки легури на алуминиум на Земјата. Во долгорочното експериментално истражување, луѓето продолжуваат да ги истражуваат методите за подготовка на ретки легури на алуминиум на Земјата.
01 Метод на мешање
Мешаниот метод на топење е да се додаде ретка земја или мешан редок метал на Земјата во алуминиумска течност со висока температура во пропорција за да се направи мастер легура или легура на примена, а потоа да се стопи мастер легурата и преостанатиот алуминиум според пресметаниот додаток заедно, целосно промешајте и рафинирајте.
02 Електролиза
Методот за електролиза на стопена сол е да додаде редок оксид на земја или ретка земја сол во индустриската алуминиумска електролитичка клетка и електролиза со алуминиум оксид за производство на ретка алуминиумска алуминиумска алуминиум. Општо, постојат два начина, имено, метод на течен катода и метод на електролитички еутектоид. Во моментов, развиено е дека ретките соединенија на Земјата можат директно да се додадат во индустриските алуминиумски електролитички клетки, а ретките легури на алуминиум на Земјата можат да се произведат со електролиза на топи на хлорид со метод на еутектоид.
03 Метод на намалување на алуминиотермичко
Бидејќи алуминиумот има силна способност за намалување, а алуминиумот може да формира различни интерметални соединенија со ретка земја, алуминиумот може да се користи како средство за намалување за да се подготват ретки алуминиумски алуминиумски алуминиум. Главните хемиски реакции се прикажани во следната формула:
RE2O3+ 6AL → 2Real2+ Ал2O3
Among them, rare earth oxide or rare earth rich slag can be used as rare earth raw materials;The reducing agent can be industrial pure aluminum or silicon aluminum;The reduction temperature is 1400 ℃~1600 ℃.In the early stage, it was carried out under the condition of the existence of heating agent and flux, and high reduction temperature would cause many problems;In recent years, researchers have developed a new aluminothermic reduction method. На пониска температура (780 ℃), реакцијата на алуминиотермичко намалување е завршена во системот на натриум флуорид и натриум хлорид, што ги избегнува проблемите предизвикани од оригиналната висока температура.
◆ ◆ Напредок на примената на ретката алуминиумска алуминиумска алуминиум ◆
01 Примена на ретка алуминиумска алуминиумска алуминиум во енергетската индустрија
Due to the advantages of good conductivity, large current carrying capacity, high strength, wear resistance, easy processing and long service life, rare earth aluminum alloy can be used to manufacture cables, overhead transmission lines, wire cores, slide wires and thin wires for special purposes.Adding a small amount of RE in the Al Si alloy system can improve the conductivity, which is because the silicon in the aluminum alloy is an impurity element with a Висока содржина, што има поголемо влијание врз електричните својства. Додавањето соодветна количина на ретка земја може да ја подобри постојната морфологија и дистрибуција на силикон во легурата, што може ефикасно да ги подобри електричните својства на алуминиумот; додавајќи мала количина на yttrium или yttrium богата со ретката земја во топлината на топлина, алуминиумска легура, алуминиумска легура, не може да ја задржи само добрата перформанси на високо-однос, туку и да ја подобри спроводливоста на одозмот на топлина и отпорност на топлина, алуминиумска легура на алуминиум Алуминиумски легура систем. Каблите и проводниците изработени од ретка алуминиумска алуминиумска алуминиум можат да го зголемат распонот на кабелската кула и да го продолжат животниот век на каблите.
02Примена на ретка алуминиумска алуминиумска алуминиум во градежната индустрија
6063 алуминиумска легура е најшироко користена во градежната индустрија. Adding 0.15%~0.25% rare earth can significantly improve the as cast structure and processing structure, and can improve the extrusion performance, heat treatment effect, mechanical properties, corrosion resistance, surface treatment performance and color tone.It is found that rare earth is mainly distributed in 6063 aluminum alloyα-Al neutralizes the phase boundary, grain boundary and interdendritic, and they are dissolved in compounds or exist in the form of Соединенија за рафинирање на структурата на дендритот и зрната, така што големината на нерастворената еутектика и големината на затемнувањето во областа на затемнувањето стануваат значително помали, дистрибуцијата е униформа, а густината се зголемува, така што различните својства на легурата се подобруваат до различни степени. На пример, јачината на профилот е зголемена за повеќе од 20%, издолжувањето е зголемено за 50%, а стапката на корозија е намалена за повеќе од двапати, дебелината на оксидниот филм се зголемува за 5%~ 8%, а имотот за боење се зголемува за околу 3%. Затоа, повторно се користат ре-6063 профили за градење на легури.
03Примена на ретка алуминиумска алуминиумска алуминиум во дневни производи
Додавање трага ретка земја на чиста алуминиум и алуминиумска легура на сериите Al Mg за дневна употреба алуминиумски производи може значително да ги подобри механичките својства, длабокиот имот на цртање и отпорноста на корозијата. Дневните потреби како што се алуминиумски садови, алуминиумски тави, алуминиумски плочи Легурата има повеќе од двојно повеќе од отпорноста на корозија, 10% ~ 15% намалување на тежината, 10% ~ 20% зголемување на приносот, 10% ~ 15% намалување на трошоците за производство и подобри перформанси на длабоко цртање и длабока обработка во споредба со производи од алуминиумска легура без ретка земја. Сегашни, дневните потреби на ретка алуминиумска алуминиумска алуминиум се широко користени, а производите се зголемени значително, и се продаваат добро во домашниот и странскиот пазар.
04 Примена на ретка алуминиумска алуминиумска алуминиум во други аспекти
Додавањето на неколку илјадити ретки земја во најкористената легура на сериите Al Si може значително да ги подобри перформансите на машината на легурата. Многу брендови на производи се користат во авиони, бродови, автомобили, дизел мотори, мотоцикли и оклопни возила (клип, менувач, цилиндер, инструменти и други делови). Во истражување и примена, се открива дека СЦ е најефикасниот елемент за оптимизирање на структурата и својствата на алуминиумските легури. It has strong dispersion strengthening, grain refinement strengthening, solution strengthening and microalloy strengthening effects on aluminum, and can improve the strength, hardness, plasticity, toughness, corrosion resistance, heat resistance, etc. of alloys.Sc Al series alloys have been used in high-tech industries such as aerospace, ships, high-speed trains, light vehicles, etc.C557Al Mg Zr Sc Серија Алуминиумска легура на скандиум развиена од НАСА има висока јачина и висока температура и стабилност на ниска температура и се применува на трупот на авиони и структурните делови на авионите; легурата 0146Al Cu Li SC, развиена од Русија, се применува на резервоарот за криогени гориво на вселенско поврзување.
Од том 33, број 1 од ретка земја од Ванг Хуи, Јанг АН и Јун Чи
Време на објавување: јули-05-2023