Aplikasyon an nanlatè ranan Distribisyon alyaj aliminyòm te pote soti pi bonè aletranje.Malgre ke Lachin te kòmanse rechèch ak aplikasyon aspè sa a sèlman nan ane 1960 yo, li te devlope rapidman.Yo te fè anpil travay soti nan rechèch mekanis nan aplikasyon pratik, ak kèk reyalizasyon yo te fè.Ak adisyon nan eleman latè ra, pwopriyete yo mekanik, pwopriyete Distribisyon ak pwopriyete elektrik nan alyaj aliminyòm yo te amelyore anpil.Nan jaden an nan Nouvo materyèl, rich ptik, elèktrik ak mayetik pwopwiyete eleman latè rare yo tou jwe yon wòl enpòtan nan fè rare latè pèmanan mayetik materyèl, rare latè limyè émettant materyèl, materyèl depo idwojèn latè ra, elatriye.
◆ ◆ Mekanis aksyon nan latè ra nan aliminyòm ak alyaj aliminyòm ◆ ◆
Latè ra gen gwo aktivite chimik, potansyèl ba ak aranjman espesyal kouch elèktron, epi li ka kominike avèk prèske tout eleman.Tè ra yo souvan itilize nan aliminyòm ak alyaj aliminyòm gen ladan La (lantan), Ce (seryom), Y (ittrium) ak Sc (scandium).Yo souvan ajoute nan likid aliminyòm ak modifye, ajan nucleating ak ajan degaz, ki ka pirifye fonn lan, amelyore estrikti a, rafine grenn jaden an, elatriye.
01Pirifikasyon latè ra
Kòm yon gwo kantite gaz ak enklizyon oksid (sitou idwojèn, oksijèn ak nitwojèn) yo pral pote nan pandan k ap fonn ak Distribisyon nan alyaj aliminyòm, pinholes, fant, enklizyon ak lòt domaj pral rive nan Distribisyon an (gade Figi 1a), diminye. fòs la nan alyaj aliminyòm.Efè pirifikasyon nan latè ra se sitou manifeste nan rediksyon an evidan nan kontni idwojèn nan aliminyòm fonn, rediksyon an nan pousantaj pinhole ak porosite (gade Figi 1b), ak rediksyon nan enklizyon ak eleman danjere.Pwensipal la. rezon ki fè se ke latè ra gen yon gwo afinite ak idwojèn, ki ka absòbe ak fonn idwojèn an gwo kantite epi fòme konpoze ki estab san yo pa fòme bul, kidonk siyifikativman diminye kontni idwojèn ak porosite aliminyòm; Latè ra ak nitwojèn fòme konpoze refractory, ki fè yo. sitou retire nan fòm lan nan salop nan pwosesis la SMELTING, konsa tankou reyalize bi pou yo pirifye likid aliminyòm.
Pratike te pwouve ke latè ra gen efè a nan diminye kontni an nan idwojèn, oksijèn ak souf nan aliminyòm ak alyaj aliminyòm.Ajoute 0.1% ~ 0.3% RE nan likid aliminyòm se itil pou pi byen retire enpurte danjere, rafine enpurte oswa chanje mòfoloji yo, konsa tankou rafine ak respire distribye grenn; Anplis de sa, RE ak enpurte danjere ak pwen k ap fonn ki ba fòme konpoze binè tankou RES, REAs, ak REPb, ki karakterize pa gwo pwen k ap fonn, dansite ki ba, ak pwopriyete chimik ki estab, epi yo ka flote moute yo fòme salop epi retire, konsa pirifye likid aliminyòm; rès patikil amann yo vin nwayo etewojèn nan aliminyòm rafine. grenn.
Fig. 1 SEM mòfoloji alyaj 7075 san RE ak w (RE) = 0.3%
a.RE pa ajoute;b.Ajoute w (RE) = 0.3%
02Metamòfis latè ra
Modifikasyon latè ra se sitou manifeste nan rafine grenn ak dendrit, anpeche aparans nan faz koryas lamellar T2, elimine faz la koryas masiv distribiye nan kristal prensipal la ak fòme faz esferik, se konsa ke teren an ak fragman konpoze nan fwontyè grenn jaden yo siyifikativman redwi. (gade figi 2) .Anjeneral, reyon atòm latè ra pi gwo pase atòm aliminyòm, ak pwopriyete li yo relativman aktif.K ap fonn nan likid aliminyòm se trè fasil ranpli domaj sifas yo nan faz alyaj, ki diminye tansyon sifas la sou koòdone ki genyen ant nouvo ak ansyen faz, ak amelyore to kwasans lan nan nwayo kristal; An menm tan an, li kapab tou fòme yon sifas. fim aktif ant grenn yo ak likid la fonn yo anpeche kwasans lan nan grenn yo pwodwi ak rafine estrikti nan alyaj (gade Figi 2b).
Fig. 2 Mikwostrikti alyaj ak diferan adisyon RE
a.Dòz RE se 0;b.RE adisyon se 0.3%;c.RE adisyon se 0.7%
Apre yo fin ajoute eleman latè ki ra Grenn yo nan faz (Al) yo te kòmanse vin pi piti, ki te jwe yon wòl nan rafine grenn α (Al) transfòme nan yon ti woz oswa fòm baton, lè kontni an nan latè ra se 0.3% αThe gwosè grenn nan (Al). ) faz se pi piti a, epi piti piti ogmante ak ogmantasyon an plis nan kontni latè ra. latè ra pral jwe wòl nan pi gwo nan metamòfis.Anplis de sa, kantite nwayo kristal nan konpoze yo ki te fòme pa aliminyòm ak latè ra ogmante anpil lè metal la kristalize, ki tou fè estrikti nan alyaj rafine.Rechèch la montre ke latè ra gen bon. efè modifikasyon sou alyaj aliminyòm.
03 Efè mikwo-alliaj latè ra
Rare latè sitou egziste nan aliminyòm ak alyaj aliminyòm nan twa fòm: solisyon solid nan matrixα (Al); Segregasyon nan fwontyè faz, fwontyè grenn jaden ak fwontyè dendrite; Solisyon solid nan oswa nan fòm nan konpoze. Efè ranfòse latè ra nan alyaj aliminyòm sitou gen ladan ranfòse rafineman grenn jaden, ranfòse solisyon fini ak ranfòse dezyèm faz nan konpoze latè ra.
Fòm egzistans latè ra nan aliminyòm ak alyaj aliminyòm se pre relasyon ak kantite lajan adisyon li yo.Anjeneral, lè kontni RE a mwens pase 0.1%, wòl RE a se sitou ranfòse grenn amann ak ranfòsman solisyon fini; Lè kontni RE a se 0.25% ~ 0.30%, RE ak Al fòme yon gwo kantite baton esferik oswa kout tankou konpoze entèmetal. , ki distribiye nan fwontyè grenn jaden an oswa grenn jaden, ak yon gwo kantite dislokasyon, estrikti spheroidized grenn amann ak dispèse konpoze latè ra parèt, ki pral pwodwi efè alyaj mikwo tankou dezyèm faz ranfòse.
◆ ◆ Efè latè ra sou pwopriyete aliminyòm ak alyaj aliminyòm ◆◆
01 Efè latè ra sou pwopriyete mekanik konplè nan alyaj
Fòs la, dite, elongasyon, severite ka zo kase, rezistans mete ak lòt pwopriyete konplè mekanik alyaj la ka amelyore lè yo ajoute kantite ki apwopriye nan tè ra.bsoti nan 205.9 MPa a 274 MPa, ak HB soti nan 80 a 108; Ajoute 0.42% Sc a 7005 alyajσbogmante de 314MPa pou 414MPa,σ0.2ogmante soti nan 282MPa a 378MPa, plastisit la ogmante soti nan 6.8% a 10.1%, ak estabilite nan wo-tanperati te siyifikativman amelyore; La ak Ce ka siyifikativman amelyore superplasticity nan alyaj la.Ajoute 0.14% ~ 0.64% La nan alyaj Al-6Mg-0.5Mn ogmante superplasticity a soti nan 430% a 800% ~ 1000%; Yon etid sistematik nan alyaj Al Si montre ke fòs la sede ak ultim fòs rupture nan alyaj la ka anpil. amelyore lè yo ajoute yon kantite apwopriye nan Sc.Fig.3 montre aparans SEM nan ka zo kase tensile nan Al-Si7-Mg0.8alyaj, ki endike ke li se yon tipik frajil klivaj ka zo kase san RE, pandan y ap apre yo fin ajoute 0.3% RE, evidan estrikti fosèt parèt nan ka zo kase a, ki endike ke li gen bon severite ak duktilite.
Fig. 3 Mòfoloji Frakti Tensile
a.Pa rantre nan RE;b.Ajoute 0.3% RE
02Efè Latè Ra sou Pwopriyete Tanperati segondè nan alyaj
Ajoute yon sèten kantitelatè ranan alyaj aliminyòm ka efektivman amelyore rezistans nan oksidasyon wo-tanperati nan alyaj aliminyòm.Adding 1% ~ 1.5% melanje latè ra nan jete Al Si alyaj eutektik la ogmante fòs nan tanperati ki wo pa 33%, fòs nan rupture tanperati ki wo (300 ℃, 1000 èdtan) pa 44%, ak rezistans nan mete ak estabilite tanperati ki wo yo siyifikativman amelyore; Ajoute La, Ce, Y ak mischmetal nan jete Al Cu alyaj ka amelyore pwopriyete yo wo-tanperati nan alyaj yo; Al-8.4% rapidman solidifye. Fe-3.4% Ce alyaj ka travay pou yon tan long anba a 400 ℃, anpil amelyore tanperati k ap travay nan alyaj aliminyòm; Sc yo ajoute nan alyaj la Al Mg Si yo fòme Al3Sc patikil ki pa fasil pou grouye nan tanperati ki wo ak kohere ak matris la pou pin fwontyè grenn jaden an, se konsa ke alyaj la kenbe yon estrikti unrecrystallized pandan recuit, ak anpil amelyore pwopriyete yo wo-tanperati nan alyaj la.
03 Efè latè ra sou pwopriyete optik alyaj yo
Ajoute latè ra nan alyaj aliminyòm ka chanje estrikti nan fim oksid sifas li yo, fè sifas la pi klere ak bèl. Lè 0.12% ~ 0.25% RE yo ajoute nan alyaj aliminyòm lan, reflektivite nan pwofil la soksid ak koulè 6063 se jiska. 92%; Lè 0.1% ~ 0.3% RE ajoute nan alyaj aliminyòm jete Al Mg, alyaj la ka jwenn pi bon fini sifas la ak rezistans briyan.
04 Efè latè ra sou pwopriyete elektrik alyaj yo
Ajoute RE nan aliminyòm-wo pite se danjere nan konduktiviti nan alyaj la, men konduktiviti a ka amelyore nan yon sèten limit lè yo ajoute RE ki apwopriye nan aliminyòm endistriyèl pi bon kalite ak Al Mg Si alyaj konduktif. Rezilta eksperimantal yo montre ke konduktiviti a nan aliminyòm. ka amelyore pa 2% ~ 3% lè w ajoute 0.2% RE.Adding yon ti kantite itrium rich latè ra nan alyaj Al Zr ka amelyore konduktiviti nan alyaj la, ki te adopte pa pi fò faktori domestik fil; Ajoute tras latè ra. a-wo pite aliminyòm fè Al RE FOIL CAPACITOR.Lè yo itilize nan pwodwi 25kV, endèks la kapasite double, kapasite pou chak volim inite ogmante pa 5 fwa, pwa a redwi pa 47%, ak volim nan kondansateur siyifikativman redwi.
05Efè latè ra sou rezistans korozyon nan alyaj
Nan kèk anviwònman sèvis, espesyalman nan prezans iyon klori, alyaj yo vilnerab a korozyon, korozyon fant, korozyon estrès ak korozyon fatig. Yo nan lòd yo amelyore rezistans nan korozyon nan alyaj aliminyòm, anpil etid yo te pote soti.Yo jwenn ke ajoute kantite ki apwopriye nan latè ra nan alyaj aliminyòm ka efektivman amelyore rezistans korozyon yo. Echantiyon yo te fè lè yo ajoute diferan kantite melanje latè ra (0.1% ~ 0.5%) nan aliminyòm yo te tranpe nan sèl ak dlo lanmè atifisyèl pou twa youn apre lòt. ane.Rezilta yo montre ke ajoute yon ti kantite tè ra nan aliminyòm ka amelyore rezistans korozyon nan aliminyòm, ak rezistans nan korozyon nan sèl ak dlo lanmè atifisyèl se 24% ak 32% pi wo pase sa yo ki nan aliminyòm, respektivman; Sèvi ak metòd vapè chimik ak ajoute. ra latè milti-konpozan pénétrant (La, Ce, elatriye), yon kouch fim konvèsyon latè ra ka fòme sou sifas alyaj 2024, fè potansyèl elektwòd sifas alyaj aliminyòm yo gen tandans yo dwe inifòm, ak amelyore rezistans nan Intergranular korozyon ak korozyon estrès; Ajoute La nan alyaj aliminyòm segondè Mg ka siyifikativman amelyore kapasite nan anti korozyon maren nan alyaj la; Ajoute 1.5% ~ 2.5% Nd nan alyaj aliminyòm ka amelyore pèfòmans nan wo tanperati, sere lè ak rezistans korozyon nan la. alyaj, ki lajman itilize kòm materyèl ayewospasyal.
◆ ◆ Teknoloji preparasyon nan alyaj aliminyòm latè ra ◆ ◆
Latè ra se sitou ajoute nan fòm eleman tras nan alyaj aliminyòm ak lòt alyaj.Latè ra gen gwo aktivite chimik, gwo pwen k ap fonn, epi li fasil pou soksid ak boule nan tanperati ki wo.Sa a te lakòz sèten difikilte nan preparasyon an ak aplikasyon nan alyaj ra aliminyòm latè.Nan rechèch la alontèm eksperimantal, moun kontinye eksplore metòd yo preparasyon nan alyaj ra aliminyòm latè. Kounye a, metòd pwodiksyon prensipal yo pou prepare alyaj ra aliminyòm latè. yo melanje metòd, metòd elektwoliz sèl fonn ak metòd rediksyon aluminothermic.
01 Metòd melanje
Melanje metòd k ap fonn se ajoute latè ra oswa melanje metal latè ra nan likid aliminyòm wo-tanperati nan pwopòsyon pou fè alyaj mèt oswa alyaj aplikasyon, ak Lè sa a, fonn alyaj mèt la ak aliminyòm ki rete a dapre alokasyon an kalkile ansanm, konplètman brase ak rafine. .
02 Elektwoliz
Metòd elektwoliz sèl fonn se ajoute oksid latè ra oswa sèl latè ra nan selil elektwolitik aliminyòm endistriyèl la ak elektwolize ak oksid aliminyòm pou pwodwi alyaj ra aliminyòm.Metòd elektwoliz sèl fonn te devlope relativman vit nan Lachin.Anjeneral, gen de fason, sètadi, metòd katod likid ak metòd eutectoid elektwolitik.Kounye a, li te devlope ke konpoze latè ra yo ka dirèkteman ajoute nan selil elektwolitik aliminyòm endistriyèl, ak alyaj ra aliminyòm yo ka pwodwi pa elektwoliz nan klori fonn pa metòd eutectoid.
03 Metòd rediksyon aluminotèmik
Paske aliminyòm gen yon kapasite rediksyon fò, ak aliminyòm ka fòme yon varyete de konpoze entèmetal ak latè ra, aliminyòm ka itilize kòm yon ajan rediksyon pou prepare alyaj aliminyòm latè ra. Reyaksyon chimik prensipal yo montre nan fòmil sa a:
RE2O3+ 6Al→2REAl2+ Al2O3
Pami yo, oksid latè ra oswa salop ki rich sou latè ra ka itilize kòm matyè premyè latè ra; Ajan rediksyon an ka aliminyòm pi bon kalite endistriyèl oswa aliminyòm Silisyòm; Tanperati rediksyon an se 1400 ℃ ~ 1600 ℃. Nan premye etap la, li te pote. soti anba kondisyon egzistans ajan chofaj ak flux, ak tanperati rediksyon segondè ta lakòz anpil pwoblèm; Nan dènye ane yo, chèchè yo te devlope yon nouvo metòd rediksyon aluminothermic.Nan yon tanperati ki pi ba (780 ℃), reyaksyon an rediksyon aluminothermic fini nan sistèm nan fliyò sodyòm ak klori sodyòm, ki evite pwoblèm ki te koze pa tanperati orijinal la wo.
◆ ◆ Pwogrè aplikasyon nan alyaj aliminyòm latè ra ◆ ◆
01 Aplikasyon nan alyaj ra aliminyòm nan endistri pouvwa
Akòz avantaj ki genyen nan bon konduktiviti, gwo kapasite aktyèl pote, gwo fòs, rezistans mete, pwosesis fasil ak lavi sèvis long, alyaj aliminyòm latè ra ka itilize pou fabrike câbles, liy transmisyon anlè, nwayo fil, fil glise ak fil mens pou rezon espesyal.Ajoute yon ti kantite RE nan sistèm alyaj Al Si la ka amelyore konduktiviti a, ki se paske Silisyòm nan alyaj aliminyòm se yon eleman enpurte ki gen yon kontni segondè, ki gen yon pi gwo enpak sou pwopriyete elektrik yo.Ajoute yon kantite ki apwopriye nan latè ra ka amelyore mòfoloji ki deja egziste ak distribisyon Silisyòm nan alyaj la, sa ki ka efektivman amelyore pwopriyete elektrik aliminyòm; Ajoute yon ti kantite itrium oswa itrium rich melanje latè ra nan fil alyaj aliminyòm chalè ki reziste. ka pa sèlman kenbe bon pèfòmans-wo tanperati, men tou amelyore konduktiviti a; Latè ra ka amelyore fòs rupture, rezistans chalè ak rezistans korozyon nan sistèm alyaj aliminyòm.Kab ak kondiktè ki fèt ak alyaj ra aliminyòm ka ogmante span nan gwo kay won kab ak pwolonje lavi sa a ki sèvis nan câbles.
02Aplikasyon nan alyaj ra aliminyòm nan endistri konstriksyon
6063 alyaj aliminyòm se pi lajman itilize nan endistri konstriksyon.Ajoute 0.15% ~ 0.25% latè ra ka siyifikativman amelyore estrikti kòm jete ak estrikti pwosesis, epi li ka amelyore pèfòmans nan extrusion, efè tretman chalè, pwopriyete mekanik, rezistans korozyon, pèfòmans tretman sifas ak ton koulè. sitou distribiye nan 6063 aliminyòm alloyα-Al netralize fwontyè faz la, fwontyè grenn jaden ak entèdendritik, epi yo fonn nan konpoze oswa egziste nan fòm konpoze yo rafine estrikti nan dendrite ak grenn, se konsa ke gwosè a nan eutektik la ki pa fonn ak gwosè a. nan fosèt la nan zòn nan fosèt vin siyifikativman pi piti, distribisyon an se inifòm, ak dansite a ogmante, se konsa ke pwopriyete yo divès kalite alyaj yo amelyore nan diferan degre.Pou egzanp, fòs nan pwofil la ogmante pa plis pase 20%, elongasyon an ogmante pa 50%, ak pousantaj korozyon an redwi pa plis pase de fwa, epesè nan fim nan oksid ogmante pa 5% ~ 8%, ak pwopriyete a koloran ogmante pa apeprè 3%. Se poutèt sa, RE-6063 pwofil bilding alyaj yo lajman itilize.
03Aplikasyon nan alyaj ra aliminyòm nan pwodwi chak jou
Ajoute tras latè ra nan aliminyòm pi bon kalite ak Al Mg seri aliminyòm alyaj pou itilize chak jou pwodwi aliminyòm ka siyifikativman amelyore pwopriyete yo mekanik, pwopriyete desen gwo twou san fon ak rezistans korozyon. Nesesite yo chak jou tankou po aliminyòm, chodyè aliminyòm, plak aliminyòm, bwat manje midi aliminyòm, sipò mèb aliminyòm, bisiklèt aliminyòm, ak pati aparèy kay ki fèt ak alyaj Al Mg RE gen plis pase de fwa rezistans korozyon, 10% ~ 15% rediksyon pwa, 10% ~ 20% ogmantasyon sede, 10% ~ 15% rediksyon pri pwodiksyon, ak pi bon desen gwo twou san fon ak pèfòmans pwosesis gwo twou san fon konpare ak pwodwi alyaj aliminyòm san latè ra. Kounye a, nesesite yo chak jou nan alyaj ra aliminyòm yo te lajman itilize, ak pwodwi yo te ogmante anpil, epi yo vann byen nan mache domestik yo ak etranje. .
04 Aplikasyon nan alyaj ra aliminyòm nan lòt aspè
Ajoute kèk milyèm nan latè ra nan alyaj ki pi lajman itilize Al Si seri Distribisyon ka siyifikativman amelyore pèfòmans nan machin nan alyaj la.Anpil mak nan pwodwi yo te itilize nan avyon, bato, otomobil, motè dyezèl, motosiklèt ak machin blende (piston, bwat, silenn, instrumentation ak lòt pati). Nan rechèch ak aplikasyon, li jwenn ke Sc se eleman ki pi efikas nan optimize estrikti ak pwopriyete alyaj aliminyòm.Li gen gwo dispèsyon ranfòse, ranfòsman grenn jaden, ranfòse solisyon ak efè ranfòsman microalloy sou aliminyòm, epi li ka amelyore fòs, dite, plastisit, severite, rezistans korozyon, rezistans chalè, elatriye nan alyaj.Sc Al seri alyaj yo te itilize nan endistri gwo teknoloji tankou ayewospasyal, bato, tren gwo vitès, machin limyè, elatriye C557Al Mg Zr Sc seri scandium alyaj aliminyòm devlope pa NASA gen gwo fòs ak tanperati ki wo ak estabilite tanperati ki ba epi li te aplike nan fuselage avyon ak avyon. pati estriktirèl;Alyaj 0146Al Cu Li Sc devlope pa Larisi te aplike nan tank gaz kriyojenik veso espasyèl la.
Soti nan Volim 33, Nimewo 1 nan Rare Earth pa Wang Hui, Yang An ak Yun Qi
Lè poste: 05-Jul-2023