Bruken avsjelden jordI støping ble aluminiumslegering utført tidligere i utlandet. Selv om Kina startet forskningen og anvendelsen av dette aspektet bare på 1960 -tallet, har det utviklet seg raskt. Det er gjort mye arbeid fra mekanismeforskning til praktisk anvendelse, og det er gjort noen prestasjoner. Med tilsetning av sjeldne jordelementer, de mekaniske egenskapene, støpeegenskapene og elektriske egenskapene til aluminiumslegeringer har blitt sterkt forbedret. I feltet Feltet, er de rike, de rike, elektriske, elektriske, de rike, rike, rike, rike, rike. Sjeldne jordens hydrogenlagringsmaterialer, etc.
◆ ◆ Handlingsmekanisme for sjelden jord i aluminium og aluminiumslegering ◆ ◆
Sjelden jord har høy kjemisk aktivitet, lavt potensial og spesiell elektronlagsarrangement, og kan samhandle med nesten alle elementer. Rare jordarter som ofte brukes i aluminium og aluminiumslegeringer inkluderer LA (Lantanum), CE (Cerium), Y (Yttrium) og SC (Scandium). De tilsettes ofte i aluminiumsvæske med modifikatorer, kjernemidler og degassingmidler, som kan rense smelten, forbedre strukturen, avgrense kornet osv.
01Rensing av sjelden jord
Ettersom en stor mengde gass- og oksidinneslutninger (hovedsakelig hydrogen, oksygen og nitrogen) vil bli brakt inn under smelting og støping av aluminiumlegering, pinholes, sprekker, inneslutninger og andre defekter vil i støpningen (se figur), reduseres i aluminum -allmenning av hyring. smeltet aluminium, reduksjon av pinholehastighet og porøsitet (se figur 1B), og reduksjon av inneslutninger og skadelige elementer. Hovedårsaken er at sjeldne jorden har en stor affinitet med hydrogen, som kan absorbere og oppløse hydrogen i store mengder og danner stabil tilfredshet uten å danne bubbblese vektere redusering av althydrogen for å danne bubblese og por. Nitrogen danner ildfaste forbindelser, som for det meste fjernes i form av slagg i smelteprosessen, for å oppnå formålet med å rense aluminiumsvæske.
Praksis har bevist at sjelden jord har effekten av å redusere innholdet av hydrogen, oksygen og svovel i aluminium og aluminiumlegeringer. Å legge til 0,1% ~ 0,3% RE i aluminiumsvæske er nyttig for å bedre fjerne skadelige urenheter, avgrense urenheter eller endre morfologien deres, for å avgrense og fordele korn; i tillegg, re og skadelige urenheter med lavt smelting av binære forbindelser som RES, RES, og REPB, som er preget av høy smeltepunkt, lavt Dens som er REPB, som er preget av høy smeltepunkt, lavt Dens som er REPB, som er preget av høye smeltingspunkt, lavt Dens som er RES og REPB, som er preget av lave smeltepunkt, lavt densing, lave Dens som er STAB -er, kan du være fjernet, og dermed rensende aluminiumsvæske; de gjenværende fine partiklene blir heterogene kjerner av aluminium for å avgrense korn.
Fig. 1 SEM -morfologi av 7075 legering uten RE og W (RE) = 0,3%
en. RE er ikke lagt til; b. Legg til w (re) = 0,3%
02Metamorfisme av sjelden jord
Sjelden jordmodifisering manifesteres hovedsakelig i raffinering av korn og dendritter, og hemmer utseendet til grov lamellær T2 -fas Egenskapene er relativt aktive. Smeltende i aluminiumsvæske er veldig enkelt å fylle overflatedefektene i legeringsfasen, noe som reduserer overflatespenningen på grensesnittet mellom nye og gamle faser, og forbedrer veksthastigheten til krystallkjernen;
Fig. 2 Mikrostruktur av legeringer med forskjellig RE -tillegg
en. Re dosering er 0; b. RE tillegg er 0,3%; c. RE tillegg er 0,7%
Etter å ha tilsatt sjeldne jordelementer α, begynte korn av (al) fase å bli mindre, noe som spilte en rolle i å raffinere korn (al) transformert til en liten rose- eller stangform, når innholdet i sjelden jord er 0,3%α produktet av korn, og bare er det minste når det er en viss økning av sjeldne jordens innhold. Den holdes ved en høy temperatur i en viss periode, sjelden jord vil spille den største rollen i metamorfisme. I tillegg øker antallet krystallkjerner av forbindelsene dannet av aluminium og sjelden jord sterkt når metallet krystalliserer, noe som også gjør legeringsstrukturen.
03 Mikroalloying effekt av sjelden jord
Sjelden jord eksisterer hovedsakelig i aluminium- og aluminiumlegeringer i tre former: fast løsning i matriksen (Al); segregering ved fasegrense, korngrense og dendritgrense; fast løsning i eller i form av forbindelse. Egray -Effects of Rare Earth i aluminumallegeringer som hovedsakelig er i flukt.
Eksistensformen for sjelden jord i aluminium og aluminiumslegering er nært knyttet til dens tilsetningsmengde. Generelt sett, når RE -innholdet er mindre enn 0,1%, er rollen til RE hovedsakelig finkornstyrking og begrenset løsningsstyrking; når RE -innholdet er 0,25%~ 0,30%, RE og AL danner et stort antall sfæriske eller korte stang som intermetalliske jordforbindelser, som er distribuert i korn eller korngrensen, og et stort antall dislokker som er distribuert i korn eller korngrensen, og et stort antall dislokker som er distribuert i kornet eller korngrensen, og et stort antall, som er distribuert i korn eller korngrensen, og et stort antall vil produsere mikrolegeringseffekter som styrking av andre fase.
◆ ◆ Effekt av sjelden jord på egenskaper ved aluminium og aluminiumslegering ◆◆
01 Effekt av sjelden jord på omfattende mekaniske egenskaper ved legering
Styrken, hardheten, forlengelsen, bruddets seighet, slitestyrke og andre omfattende mekaniske egenskaper til legeringen kan forbedres ved å tilsette passende mengde sjeldne jord.0,3% Re tilsettes til støpt aluminium ZL10 -serie -legeringσbfra 205,9 MPa til 274 MPa, og HB fra 80 til 108; tilsetter 0,42% SC til 7005 -legeringbøkt fra 314MPa til 414MPa, σ0.2Økt fra 282MPa til 378MPa økte plastisiteten fra 6,8% til 10,1%, og høytemperaturstabiliteten ble betydelig forbedret; LA og CE kan forbedre legeringens superplastisitet betydelig. Å legge til 0,14%~ 0,64%LA til AL-6Mg-0,5mn-legering øker superplastisiteten fra 430%til 800%~ 1000%; en systematisk studie av Al Si-legeringen viser at avkastningsstyrken og den endelige strekkfastheten til legeringen kan forbedres kraftig ved å tilføre en passende mengde SC.Fig. 3 viser SEM-utseendet til strekkbrudd av Al-Si7-MG0,8Legering, som indikerer at det er et typisk sprøtt spaltningsbrudd uten RE, mens etter 0,3% RE tilsettes åpenbar dimple -struktur i bruddet, noe som indikerer at den har god seighet og duktilitet.
Fig. 3 Strekkbruddsmorfologi
en. Ikke slo seg sammen; b. Legg til 0,3% re
02Effekt av sjelden jord på høye temperaturegenskaper til legeringer
Legge til en viss mengdesjelden jordAluminiumslegering kan effektivt forbedre oksidasjonsmotstanden med høy temperatur for aluminiumslegering. Legging 1%~ 1,5%Blandet sjelden jord til støpt al Si eutektisk legering øker den høye temperaturstyrken med 33%, Ye-temperaturen og den høye temperaturen ( Al Cu-legeringer kan forbedre legeringens høye temperaturer; de raskt størknet AL-8,4% FE-3,4% CE-legering kan fungere i lang tid under 400 ℃, og forbedrer arbeidstemperaturen til aluminiumslegering; SC tilføres Al Mg Si-legeringen for å danne Aluminium-legering; SC tilføres Al Mg Si-legeringen for å danne aluminiumslegering; SC er tilsatt til aluminiumslegeringen til Aluminum-legering;3SC-partikler som ikke er enkle å grovere ved høy temperatur og sammen med matrisen for å feste korngrensen, slik at legeringen opprettholder en urecrystallisert struktur under annealing, og forbedrer legeringens høye temperaturer.
03 Effekt av sjelden jord på optiske egenskaper til legeringer
Å legge til sjelden jord i aluminiumslegering kan endre strukturen til overflateoksydfilmen, noe som gjør overflaten lysere og vakker. Når 0,12%~ 0,25%re tilsettes aluminiumslegeringen, kan refleksjonsevnen til den oksiderte overflaten og fargen på 6063 profil opp til 92%; når 0,1%~ 0,3%kan tilsettes til al mg støpt alumin allm allalmalmalet.
04 Effekt av sjeldne jord på elektriske egenskaper til legeringer
Å tilføre aluminium med høy renhet er skadelig for legeringens konduktivitet, men konduktiviteten kan forbedres til en vis Legeringen, som er blitt adoptert av de fleste innenlandske trådfabrikker; tilsett sporstoff til jorden til aluminium med høy renhet for å lage al re folie kondensator. Når den brukes i 25KV -produkter, blir kapasitansindeksen doblet, kapasiteten per volum enhet økes med 5 ganger, vekten reduseres med 47%, og kondensatorvolumet reduseres betydelig.
05Effekt av sjelden jord på korrosjonsmotstand av legering
I noen tjenestemiljøer, spesielt i nærvær av kloridioner, er legeringer sårbare for korrosjon, sprekkekorrosjon, stresskorrosjon og korrosjonsutmattelse. I orden for å forbedre korrosjonsmotstanden til aluminiumslegeringer har mange studier blitt utført. Det er funnet at å tilsette passende mengde sjelden jord til aluminiumslegeringer effektivt kan forbedre sin korrosjonsmotstand. Prøvene som er laget ved å legge til forskjellige mengder blandede sjeldne jordarter (0,1%~ 0,5%) til aluminium ble gjennomvåt i saltlake og kunstig sjøvann i tre år på rad. Resultatene viser at å tilsette en liten mengde sjeldne jordarter til aluminium kan forbedre korrosjonsmotstanden til aluminium, og korrosjonsbestandigheten i saltlake og kunstig sjøvann er 24% og 32% høyere enn den for aluminium, henholdsvis 202-kjemisk damp-metode og tilsetning av en jordkonstruksjons-multi-multi-multetrant. Overflateelektrodepotensialet til aluminiumslegering har en tendens til å være ensartet, og å forbedre motstanden mot intergranulær korrosjon og stresskorrosjon; tilsetning av LA til høy Mg aluminiumslegering kan forbedre anti-korrosen-evnen til alloy-alloyene, som er en aluminiums-ytelse, kan forbedre den høye. Brukes som romfartsmaterialer.
◆ ◆ Forberedelsesteknologi for sjelden jord aluminiumslegering ◆ ◆
Sjelden jord blir for det meste lagt til i form av sporstoffer i aluminiumslegeringer og andre legeringer. Sjelden jord har høy kjemisk aktivitet, høyt smeltepunkt, og er lett å oksyderes og brent ved høye temperaturer. Dette har forårsaket visse vanskeligheter med utarbeidelse og anvendelse av sjeldne jord aluminiumslegeringer. I den langsiktige eksperimentelle forskningen fortsetter folk å utforske preparasjonsmetodene til sjeldne jorda-aluminiumslegeringer. De er til stede, de viktigste produksjonsmetodene for å fremstille sjeldne jord aluminiumslegeringer er blandingsmetode, molten saltelektrolyse.
01 Blandingsmetode
Blandet smeltemetode er å tilsette sjelden jord eller blandet sjelden jordmetall i høye temperaturer aluminiumsvæske i forhold til å lage masterlegering eller påføringslegering, og deretter smelte masterlegeringen og den gjenværende aluminium i henhold til det beregnede godtgjørelsen sammen, røre og avgrense.
02 Elektrolyse
Den smeltede saltelektrolysemetoden er å tilsette sjeldent jordoksid eller sjeldent jordsalt i den industrielle aluminiumelektrolytiske cellen og elektrolyseringen med aluminiumoksyd for å produsere sjelden jord aluminiumlegering. Molten saltelektrolysemetode har utviklet seg relativt raskt i Kina. Generelt er det to måter, nemlig flytende katodemetode og elektrolytisk eutektoidmetode. For tiden er det blitt utviklet at sjeldne jordforbindelser kan tilsettes direkte til industrielle aluminiumelektrolytiske celler, og sjeldne jord aluminiumlegeringer kan produseres ved elektrolyse av kloridsmelter ved eutektoidmetode.
03 Aluminaotermisk reduksjonsmetode
Fordi aluminium har en sterk reduksjonsevne, og aluminium kan danne en rekke intermetalliske forbindelser med sjelden jord, kan aluminium brukes som et reduksjonsmiddel for å fremstille sjeldne jord aluminiumslegeringer. De viktigste kjemiske reaksjonene vises i følgende formel:
RE2O3+ 6al → 2Real2+ Al2O3
Blant dem kan sjeldne jordoksid eller sjelden jordrikt slagg brukes som sjeldne jord råvarer; det reduserende middelet kan være industrielt rent aluminium eller silisium aluminium; reduksjonstemperaturen er 1400 ℃ ~ 1600 ℃. I det tidlige stadiet ble det ført under tilstanden til å få til å få en ny reduksjon i løpet av siste år. Ved en lavere temperatur (780 ℃) fullføres den aluminaotermiske reduksjonsreaksjonen i systemet med natriumfluorid og natriumklorid, noe som unngår problemene forårsaket av den opprinnelige høye temperaturen.
◆ ◆ Søknad Fremdrift av sjelden jord aluminiumslegering ◆ ◆
01 Anvendelse av Rare Earth Aluminium Alloy i kraftindustri
På grunn av fordelene med god ledningsevne, stor nåværende bæreevne, høy styrke, slitestyrke, enkel prosessering og lang levetid, kan sjelden jorda aluminiumslegering brukes til å produsere kabler, overhead overføringslinjer, ledningskjerner, glide ledninger og tynne ledninger for å få en annen. Høyt innhold, som har større innvirkning på de elektriske egenskapene. Å tilsette en passende mengde sjelden jord kan forbedre den eksisterende morfologien og distribusjonen av silisium i legeringen, noe som effektivt kan forbedre de elektriske egenskapene til aluminium; tilsetning av en liten mengde yttrium eller yttrium rik blandet sjelden jord mot den varme-resion-resion-aluminallegeringen kan ikke bare å opprettholde den varme motstanden. Aluminiumslegeringssystem. Kabler og ledere laget av sjelden jordlegering kan øke spennet med kabeltårnet og forlenge kablene.
02Anvendelse av sjelden jord aluminiumslegering i byggebransjen
6063 Aluminiumslegering er den mest brukte i byggebransjen. Å legge til 0,15% ~ 0,25% sjelden jord kan betydelig forbedre AS-støpt struktur og prosesseringsstruktur, og kan forbedre ekstruderingens ytelse, varmebehandlingseffekt, mekaniske egenskaper, korrosjonsmotstand, overflatebehandlingsytelse og fargetone. Det er funnet at sjelden jord er hovedsakelig fordelt på den grovede grensen og de grofinitiske grensen og de er mellomliggende og interdran-grensen og de er mellomliggende eller interdranset og de er i rensen og de er mellomliggende eller interdrammere, og de er av forbindelser for å avgrense dendrittstrukturen og kornene, slik at størrelsen på den uoppløste eutektiske og størrelsen på dimple i det svake området blir betydelig mindre, fordelingen er ensartet, og tettheten øker, slik at de forskjellige egenskapene til legeringen forbedres til varierende grad. For eksempel økes styrken til profilen med mer enn 20%, forlengelsen økes med 50%, og korrosjonshastigheten reduseres med mer enn to ganger, øker tykkelsen på oksydfilmen med 5%~ 8%, og fargeleggingsegenskapen øker med omtrent 3%. Derfor blir re-6063-legeringsprofilene mye brukt.
03Anvendelse av sjeldne jorda aluminiumslegering i daglige produkter
Å legge til sporstoffer til rent aluminium og Al MG -serie aluminiumlegeringer for daglig bruk av aluminiumsprodukter kan forbedre de mekaniske egenskapene, dyp tegningseiendom og korrosjonsmotstand. De daglige nødvendighetene som aluminiumspotter, aluminiums -aluminumplater, alumin -alumin -aluminum -aluminums -aluminums -aluminums -aluminums -aluminum, aluminiums -aluminum, Legering har mer enn det dobbelte av korrosjonsmotstanden, 10% ~ 15% vektreduksjon, 10% ~ 20% avkastningsøkning, 10% ~ 15% produksjonskostnadsreduksjon, og bedre dyp tegning og dyp prosesseringsytelse sammenlignet med aluminiumslegeringsprodukter uten jorden. At den daglige nødvendigheten av sjeldne jorden aluminium legering har blitt brukt mye.
04 Anvendelse av sjelden jord aluminiumslegering i andre aspekter
Å legge til noen tusendeler av sjelden jord i den mest brukte Al SI -serien som støper legering kan forbedre legeringens maskineringsytelse betydelig. Mange produkter av produkter har blitt brukt i fly, skip, biler, dieselmotorer, motorsykler og pansrede kjøretøyer (stempel, girkasse, sylinder, instrumentering og andre deler). I forskning og anvendelse er det funnet at SC er det mest effektive elementet for å optimalisere strukturen og egenskapene til aluminumalloys. Det har sterk spredningsstyrking, styrking av kornforfining, oppløsningsstyrking og mikroalloy-styrkingseffekter på aluminium, og kan forbedre styrken, hardheten, plastisiteten, seighet, korrosjonsmotstand, varmebestandighet, etc. av legeringer. Seriesskandiumaluminiumslegering utviklet av NASA har høy styrke og høy temperatur og lav temperaturstabilitet og har blitt brukt på flykroppen og flyets strukturelle deler;
Fra bind 33, utgave 1 av Rare Earth av Wang Hui, Yang An og Yun Qi
Post Time: Jul-05-2023