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稀土铝基中间合金作用

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稀土铝基中间合金作用百科

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铝基中间合金锭

2018-12-29 09:42:56

牌号主要成份(％)名称代号铝硅AlSi20含硅 18．0～21．0铝铁AlFe20含铁 18．0～22．0铝锰AlMn1O含锰 9．0～11．0铝铜AlCu5O含铜 48.0～52．0铝钛A1TII4含钛 3．0～5．0铝铬A1Cr2含铬 2．0～3．0铝锆A1Zr4含锆 3．0～5．0铝钛硼A1Ti5B1含钛 5 0～6 .2、含硼0.9～1. 4注：铝基中间合金的化学成份执行GB8735-88标准。也可根据用户要求生产特殊含量的产品。

稀土中间合金工业发展趋势

2019-01-29 10:09:41

稀土中间合金是我国最主要的稀土产品之一，它在钢铁中的应用是我国稀土中间合金最大的应用领域。随着钢铁工业对稀土中间合金需求量的日益增加，开发价廉物美的稀土中间合金，是稀土中间合金工业今后的发展趋势。（1）选用稀土品位高的稀土精矿作原料我国稀土中间合金工业从采用含REO4%～6%的大高炉渣改为采用含REO10%～15%的富稀土中贫铁矿除铁渣为原料，使合金的技术经济指标有了大幅度的改善，采用精料（REO25%）对冶金工业来说是提高经济效益的必由之路，尽快让我国的主要合金生产厂都用上稀土品位高的精矿，是提高我国稀土中间合金产品在国际市场上竞争能力的有效措施。（2）选择经济合理的冶金流程碳热法是世界上生产稀土铁合金的主要流程，大量实践证明，对大规模生产来说，它是经济合理的流程，我国在20世纪70年代的碳热法生产实践由于稀土原料品位太低而告失败。在稀土精矿大量问世后，应该通过试验重新评价这一流程，以便给稀土中间合金工业带来的经济效益。采用熔渣入炉，或熔渣与液态硅铁在摇包中快速反应冶炼合金，是节省能源的好办法。溶渣入炉早在1966年就进行过试验，试验证明高炉熔渣经过11m长的渣槽（其中5m为水冷渣槽）注入电炉仍能保持一定的流动性，入炉后只需短时间送电提温或直接加入硅铁即可进行还原精炼。1987年用炉渣入炉生产含PE30%的合金，比冷渣入炉节电30%，提高生产效率15%～20%。采用熔渣入炉需慎重选择比渣炉或混渣炉。20世纪60年代曾有人建议用全水套鼓风炉熔化块状冷渣。鼓风炉的热效率一般在60%～70%，适宜处理块状料，风口区每昼夜熔炼能力为100～150t/m2。用焦碳代替电能来化渣对我国大多数地区是可取的。60年代后期曾作过鼓风炉化渣的试验，在渣中配入适量石灰石，使炉渣入电炉就可炼合金。熔渣与液态硅铁在摇包（或其他合适炉子）中快速反应冶炼合金的设想，尚未进行过试验，有待证实。（3）生产多规格、多剂型的合金产品合金产品的系列化应该包括针对不同的应用领域、不同的使用条件、不同的技术装备提供相应的有特色的稀土中间合金，合金的化学成分要因地制宜，剂型也应多样化。近年来，由于稀土国入法的改进，对粉、包芯线、压块等形式供货提上了日程，国内也不断有商品上市，应该把这些规格逐步纳入标准，使生产稳步发展。稀土中间合金工业的发展必须依靠技术进步，对科技的投入终将在生产中取得巨大的经济效益。改进工艺、降低消耗、稳定质量、开发适销对路的新产品，是我国稀土中间合金工业的发展方向。

稀土作用

2017-06-06 17:50:13

稀土作用广泛，应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环境保护、农业等领域。应用稀土可生产荧光材料、稀土金属氢化物电池材料、电光源材料、永磁材料、储氢材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超导材料、磁致伸缩材料、磁致冷材料、磁光存储材料、光导纤维材料等。稀土就是化学元素周期表中镧系元素—镧（La）、铈（Ce）、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素—钪（Sc）和钇（Y）共17种元素，称为稀土元素（Rare Earth）。简称稀土（RE或R）。稀土分类为:1) 轻稀土（又称铈组）：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。2）重稀土（又称钇组）：铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇.稀土金属已广泛应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环境保护、农业等领域。应用稀土可生产荧光材料、稀土金属氢化物电池材料、电光源材料、永磁材料、储氢材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超导材料、磁致伸缩材料、磁致冷材料、磁光存储材料、光导纤维材料等。镝的最主要用途是（1）作为钕铁硼系永磁体的添加剂使用，在这种磁体中添加2~3%左右的镝，可提高其矫顽力，过去镝的需求量不大，但随着钕铁硼磁体需求的增加，它成为必要的添加元素，品位必须在95～99.9%左右，需求也在迅速增加。（2）镝用作荧光粉激活剂，三价镝是一种有前途的单发光中心三基色发光材料的激活离子，它主要由两个发射带组成，一为黄光发射，另一为蓝光发射，掺镝的发光材料可作为三基色荧光粉。（3）镝是制备大磁致伸缩合金铽镝铁（Terfenol）合金的必要的金属原料，能使一些机械运动的精密活动得以实现。（4）镝金属可用做磁光存贮材料，具有较高的记录速度和读数敏感度。（5）用于镝灯的制备，在镝灯中采用的工作物质是碘化镝，这种灯具有亮度大、颜色好、色温高、体积小、电弧稳定等优点，已用于电影、印刷等照明光。（6）由于镝元素具有中子俘获截面积大的特性，在原子能工业中用来测定中子能谱或做中子吸收剂。（7）Dy3Al5O12还可用作磁致冷用磁性工作物质。随着科学技术的发展，镝的应用领域将会不断的拓展和延伸。钬的应用领域目前还有待于进一步开发，用量不是很大，最近，包钢稀土研究院采用高温高真空蒸馏提纯技术，研制出非稀土杂质含量很低的高纯金属钬Ho/ΣRE>99.9%。目前钬的主要用途有：（1）用作金属卤素灯添加剂，金属卤素灯是一种气体放电灯，它是在高压汞灯基础上发展起来的，其特点是在灯泡里充有各种不同的稀土卤化物。目前主要使用的是稀土碘化物，在气体放电时发出不同的谱线光色。在钬灯中采用的工作物质是碘化钬，在电弧区可以获得较高的金属原子浓度，从而大大提高了辐射效能。（2）钬可以用作钇铁或钇铝石榴石的添加剂；（3）掺钬的钇铝石榴石（Ho:YAG）可发射2μm激光，人体组织对2μm激光吸收率高，几乎比Hd:YAG高3个数量级。所以用Ho:YAG激光器进行医疗手术时，不但可以提高手术效率和精度，而且可使热损伤区域减至更小。钬晶体产生的自由光束可消除脂肪而不会产生过大的热量，从而减少对健康组织产生的热损伤，据报道美国用钬激光治疗青光眼，可以减少患者手术的痛苦。我国2μm激光晶体的水平已达到国际水平，应大力开发生产这种激光晶体。（4）在磁致伸缩合金Terfenol-D中，也可以加入少量的钬，从而降低合金饱和磁化所需的外场。（5）另外用掺钬的光纤可以制作光纤激光器、光纤放大器、光纤传感器等等光通讯器件在光纤通信迅猛的今天将发挥更重要的作用。铥的主要用途有以下几个方面：（1）铥用作医用轻便X光机射线源，铥在核反应堆内辐照后产生一种能发射X射线的同位素，可用来制造便携式血液辐照仪上，这种辐射仪能使铥-169受到高中子束的作用转变为铥-170，放射出X射线照射血液并使白血细胞下降，而正是这些白细胞引起器官移植排异反应的，从而减少器官的早期排异反应。（2）铥元素还可以应用于临床诊断和治疗肿瘤，因为它对肿瘤组织具有较高亲合性，重稀土比轻稀土亲合性更大，尤其以铥元素的亲合力最大。（3）铥在X射线增感屏用荧光粉中做激活剂LaOBr:Br（蓝色），达到增强光学灵敏度，因而降低了X射线对人的照射和危害，与以前钨酸钙增感屏相比可降低X射线剂量50%，这在医学应用具有重要现实的意义。（4）铥还可在新型照明光源金属卤素灯做添加剂。（5）Tm3+加入到玻璃中可制成稀土玻璃激光材料，这是目前输出脉冲量最大，输出功率最高的固体激光材料。Tm3+也可做稀土上转换激光材料的激活离子。等等想要了解更多关于稀土作用的信息，请继续浏览上海有色网。 

磷铜中间合金

2017-06-06 17:50:02

磷铜中间合金牌号：ZQALD9-4铝青铜棒执行标准：GB88739-88 生产规格(mm)：8—120用途及特点：主要用于轮缘、轴套、齿轮零件等。牌号：H62黄铜棒执行标准：GB8737-88 生产规格(mm)：6—160 用途及特点：有良好的力学性能，热态下塑性良好，切削性良好，焊接性，耐蚀性良好，各种深引伸和弯折的受力件，如销钉，螺帽，气压表弹簧，散热性，环形件。 磷铜合金，含磷14％的那种。磷铜合金、俗名“磷中间”、PCu　　性质：为白色不透明金属体熔点：1180℃在熔点状态下易熔于其它金属，易挥发。　　磷铜中间合金磷铜是有色冶炼和铸造的中间合金，在工业上广泛用于PI2紫铜管、磷青铜带、电镀用磷铜板、高磷铜丝、磷铜焊条，银铜焊条和铸造各种牌号的青铜产品的生产。　　 

铜铬中间合金

2017-06-06 17:50:04

产品名称：铜铬中间合金种类碲铜产地苏州金江铜业有限公司牌号 CuCr10 铜含量 88-92（%）苏州金江铜业有限公司创立于2004年5月，是日本东京株式会社控股的以进口替代为目标的高性能铜合金材料生产型高新技术企业，苏州金江铜业有限公司于2005年从引进日本生产高精度快削铍铜（C17300）棒的关键设备：等温间接挤压机（神户制钢产），同时采用日本的生产工艺技术，以优质价廉的高精度快削铍铜棒产品结束了快削铍铜棒（C17300)几乎完全依赖进口的状况。公司同时生产铍铜棒线（C17200、C17500、C17510）、高强高导合金（铜镍硅）、铬铜、铬锆铜棒线（C18200、C18150）、模具用铍铜块、真空镀膜靶材高纯金属、高纯无氧铜粒TU1、铜铬中间合金（10%Cr）、铜锆中间合金...产品名称：真空铜铬合金Copper<CuCr>）　　　　　型号（Quality) 　 25/75 30/70 40/60 50/50铬含量（Chromium) % 25±2 30±2 40±2 50±2铜含量（Copper) % 75±2 70±2 60±2 50±2导电率（Conductivity) Ms/m 28 25 20 17硬度（Hardness) HB 2.5/62.5 TYP. 75 75 80 85密度（Density) g/cm3 >8.30 >8.2 >8.0 >7.90氧含量（Oxygen) Max.of ppm 450 450 450 450氢含量（Hydrogen) Max.of ppm 10 10 10 10氮含量（Nitrogen) Max.of ppm 50 50 50 50铜钨触头材料（Tungeten=Copper<CuW>) 　　　　　型号（Quality) 　 70/30 80/20 85/15 Oct-90钨含量（Chromium) % 70±2 80±2 85±2 90±2铜含量（Copper) % 30±2 20±2 15±2 10±2导电率（Conductivity) Ms/m 28 24 22 21硬度（Hardness) HB 2.5/62.5 TYP. 180 220 245 250密度（Density) g/cm3 >14.0 >15.40 >16.0 >16.80氧含量（Oxygen) Max.of ppm 50 50 50 50氢含量（Hydrogen) Max.of ppm 10 10 10 10氮含量（Nitrogen) Max.of ppm 8 8 8 8铜钼触头材料（Molybdenum-Copper<CuMo>) 　　型号（Quality) 　 65/35钨含量（Chromium) % 65±2铜含量（Copper) % 35±2导电率（Conductivity) Ms/m 25硬度（Hardness) HB 2.5/62.5 TYP. 135密度（Density) g/cm3 >9.60氧含量（Oxygen) Max.of ppm 50氢含量（Hydrogen) Max.of ppm 10氮含量（Nitrogen) Max.of ppm 8铜钨碳化钨触头材料（Tungsten-Tungsten-Carbide-Copper<CuWWC>) 　　　型号（Quality) 　 40/30/30 40/60碳化钨含量（WC） % 40±2 　钨含量（Chromium) % 30±2 60±2铜含量（Copper) % 30±2 40±2导电率（Conductivity) Ms/m 22 20硬度（Hardness) HB 2.5/62.5 TYP. 220 220密度（Density) g/cm3 >13.2 11.7氧含量（Oxygen) Max.of ppm 40 40氢含量（Hydrogen) Max.of ppm 10 10氮含量（Nitrogen) Max.of ppm 15 15 

稀土元素作用

2017-06-06 17:50:13

  稀土元素作用在生活中起到了非常重要的作用，我国拥有丰富的稀土矿产资源，成矿条件优越，堪称得天独厚，探明的储量居世界之首，为发展我国稀土工业提供了坚实的基础。世界上已经发现的稀土矿物约有250种，但是具有工业价值的稀土矿物只有50～60种，目前具有开采价值的只有10种左右。世界稀土资源拥有国除中国外，还有美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚等国。     中国的稀土资源占世界的41.36%，分布也极其合理，是一个名副其实的稀土资源大国。我国的主要稀土矿有白云鄂博稀土矿、山东微山稀土矿、冕宁稀土矿、江西风化壳淋积型稀土矿、湖南褐钇铌矿和漫长海岸线上的海滨砂矿等等。现在，中国生产的高纯度稀土已占世界产量的80%以上。  稀土在生活中用途广泛  我们每天都会与稀土材料打交道，因为我们经常使用的电脑和电视机就含有稀土材料。由于稀土元素具有特殊的电子层结构，可以将吸收到的能量转换为光的形式发出，因此可用稀土元素来制造电器显像管中的荧光粉。显像管荧光粉含稀土元素钇和铕，这种荧光粉的使用效果，远远比以前使用的非稀土硫化物红色荧光粉要好。目前，各种稀土荧光粉的用途颇广，如雷达显像管、荧光灯、高压水银灯等。   稀土氧化物还可以用于制造特种玻璃。比如，含稀土元素镧的玻璃是一种具有优良光学性质的玻璃，这种玻璃具有高的折射率、低的色散和良好的化学稳定性，可用于制造高级照相机的镜头和潜望镜的镜头。稀土氧化物还可以用于制造彩色玻璃，加入稀土元素钕可使玻璃变成酒红色，加入稀土元素镨可使玻璃变成绿色，加入稀土元素铒可使玻璃变成粉红色。这些彩色玻璃色泽变幻莫测，可以用来制造装饰品。  稀土元素在保障我们的健康方面也能起到重要作用。稀土化合物可以用于止血，而且止血作用迅速，并且可持续一天左右。使用稀土药物对皮肤炎、过敏性皮肤炎、牙龈炎、鼻炎和静脉炎等多种炎症都有不错的疗效，比如使用含铈盐的稀土药物能使烧伤患者创面炎症减轻，加速愈合。稀土元素的抗癌作用更是引起了人们的普遍关注，稀土元素除了可以清除机体内的有害自由基外，还可使癌细胞内的钙调素水平下降，抑癌基因的水平上升。    除了以上三种用途外，稀土元素在我们生活中的用途还十分广泛。只要在一些传统产品中加入适量的稀土元素，就会产生一些神奇的效果。目前，稀土已广泛应用于冶金、石油、化工、轻纺、医药、农业等数十个行业。比如，稀土钢能显著提高钢的耐磨性、耐磨蚀性和韧性；稀土铝盘条在缩小铝线细度的同时可提高强度和导电率；将稀土农药喷洒在果树上，既能消灭病虫害，又能提高挂果率；稀土复合肥既能改善土壤结构，又能提高农产品产量；稀土石油裂化催化剂用于我国炼油业，成本不足1亿元，却可使汽油等轻质油的产出效率提高许多倍。更多有关稀土元素作用的内容请查阅上海有色网

铜锆中间合金

2017-06-06 17:50:04

铜锆中间合金   研究了铜锆中间合金中铜、锆的测定方法。试样经高氯酸、硝酸分解后,采用电解法测定铜:分离铜后的电解液,经盐酸处理后以二甲酚橙为指示剂,用EDTA标准溶液滴定测定锆。该方法简便,具有良好的精密度和准确度,相对标准偏差分别为铜0.19％。锆0.15％。  铜锆中间合金中铜、锆的测定方法,常采用经典的苦杏仁酸重量法和EDTA容量法。操作复杂，且干扰元素多。用氧化性酸处理试样、电解分离铜后用EDTA容量法测定锆，实现铜、锆的联合测定。此方法简便切干扰少。应用于铜锆中间合金中铜，锆含量的测定。实验表明介质的选择上，在硫酸介质中，应与盐酸为介质。在温度影响下，要保持待测试样溶液的温度在90摄氏度以上，才能使络合滴定反应完全。在干扰排除下，采用氯化亚锡还原消除影响。铜中间合金，主要产品有铜铬，铜钛，铜硅，铜锆，铜铁，铜铈，铜镁，铜锰，锌钛，锌铜，铅锑等 

稀土在铝合金中的作用

2018-12-26 14:15:14

稀土是冶金工业中的有效添加剂, 稀土金属具有很高的化学活性、低电位和特殊的电子壳层结构, 几乎能与所有元素反应发生作用。我国稀土资源十分丰富, 品种齐全, 质量好, 分布广,开采方便。已探明的稀土, 储量为37000 万t ,占世界储量的80 % , 居世界第一位。近年来,稀土在冶金、机械、石油化工、电子、原子能、医疗、农业、航空和国防工业等领域已得到了广泛的应用。稀土在铝及其合金中的应用起步较晚, 国外始于20 世纪30 年代,而我国始于上世60 年代, 但发展很快, 尤其是在铝及其合金中的作用和应用研究已经取得了明显的效果。这主要集中在铝硅系铸造合金、铝镁硅(锌) 系变形铝合金、铝合金导线及活塞合金等方面。在稀土对铝及其合金的影响规律和作用机理研究方面也取得了一些进展。　　一、稀土在铝及其合金中的作用　　稀土元素非常活泼, 极易与气体(如氢) 、非金属(如硫) 及金属作用生成相应的稳定化合物。稀土元素的原子半径小于常见的金属, 如铅、镁等, 在这些金属中的固溶度极低, 几乎不能形成固溶体。稀土元素加入到铝合金中可起到微合金化的作用; 此外,它与氢等气体和许多非金属有较强的亲和力, 能生成熔点高的化合物, 故它有一定的除氢、精炼、净化作用; 同时, 稀土元素化学活性极强, 它可以在已形成的晶粒界面上选择性地吸附, 阻碍晶粒的生长, 结果导致晶粒细化, 有变质的作用。　　1、变质作用　　变质处理是指在金属及合金中加入少量或微量的变质剂, 用以改变合金的结晶条件, 使其组织和性能得到改善的过程。变质剂又称晶粒细化剂或孕育剂。通常情况下,稀土原子半径大于铝原子半径。又由于稀土元素比较活泼, 它熔于铝液中极易填补合金相的表面缺陷, 从而降低新旧两相界面上的表面张力, 使得晶核生长速度增大。同时它还能在晶粒与合金液之间形成表面活性膜, 阻止生成的晶粒长大, 使合金的组织细化。此外, 作为外来的结晶晶核, 铝与稀土形成的化合物在金属结晶时, 因晶核数的大量增加而使合金的组织细化[1 ] 。　　稀土在铝硅合金中主要是起变质作用, 使针、片状共晶硅变成球粒状, 使初晶硅的尺度有所减小。不同稀土的变质能力不同, La 和Eu 具有强烈的变质作用, 而混合稀土和Ce 只有中等程度的变质能力。镧系元素的变质能力与其原子半径有密切的关系, 随着原子半径由La 的0.187nm减小到Er 的0.175nm 时, 其变质能力逐渐减小。大体上原子半径小于0.18nm , 变质作用即减小到没有实际意义的程度。文献[12 ] 指出, 不同稀土元素的变质能力可用临界变质冷却速度(Vc) 来衡量, Vc 越小, 则其变质效果越明显;当V小于Vc 时, 任何浓度的稀土元素均不能引起合金变质, 这是稀土与其他变质剂的主要差别之一。文献[ 13 ] 对Al-Si 系的研究表明, 变质处理工艺直接影响着稀土的变质效果。获得稳定变质组织的关键是减少稀土的烧损, 并防止稀土偏聚, 使稀土迅速均匀地扩散到铝液中; 为获得稳定的变质组织, 应尽可能提高变质温度, 变质后加强静置, 精炼后严格扒渣, 并且尽可能不用卤族元素熔剂进行精炼和覆盖。稀土变质有一定的潜伏期,必须在高温下保持一定的时间, 稀土才会发挥最大的变质作用。　　2、净化作用　　　（1）、稀土的去气作用及对针孔率的影响　　铝及其合金在熔铸过程中, 大量的气体会溶入铝液, 其中主要是氢( 约占铝液中气体的85 %) , 其次是氧和氮。氢的来源主要是炉料中的水汽, 铝锭和边角料中的油污、水, 以及铝锭表面的“铝锈” —Al(OH)3 。氢是铝铸件中产生针孔的主要原因,并且显著降低铝的强度。文献[ 4-7 ] 指出, 稀土加入到铝及其合金中均能起除气作用。当稀土加入量低于0.3 %时, 稀土的除氢效果最明显, 针孔率的减小幅度也最大。当稀土的含量大于0.3 %以后, 稀土含量增加时, 氢含量下降减慢。如果用Y、La 单一稀土, 则当稀土含量超过0.3 %时,稀土含量的增加反而使氢含量又开始上升, 针孔率的变化也有同样的规律, 但变化幅度更明显。作者认为, 去氢效果顺次为Y> La > Re (混合稀土) ; 从添加量来说, 单一稀土含量以小于0.3 %为宜[10 ] 。文献[8 ] 认为, 稀土与氧、氮能生成一种难熔化合物Re2O3 和ReN2 。在冶炼过程中, 大部分以渣的形式排除; 同时, 在温度小于200℃时, 稀土能与氟、氯剧烈作用生成氟化稀土和氯化稀土, 将铝中的氟与氯除去。所以, 稀土在铝合金中可作为净化剂。12后一页删除

稀土在镁合金中的作用

2019-03-14 11:25:47

7月8日音讯：稀土对有色金属材料的有利影响在镁合金中是最为明显的。不只构成了Mg-RE合金系，而且对Mg-Al，Mg-Zn等合金系均有着非常明显的影响。其主要作用有如下几个方面：　　1．细化晶粒　　恰当含量的稀土，能够细化镁及镁合金晶粒。首先是细化铸造安排的晶粒。稀土元素细化镁合金铸造安排的机理不是异质形核的作用。稀土元素对镁及镁合金晶粒细化的机理是结晶前沿过冷度的增大。其次是在热加工进程和退火进程中阻止再结晶和晶粒长大。　　2．净化熔体　　稀土元素与痒的亲和力大于镁与氧的亲和力，因而可与熔体中的Mgo和其他氧化物反响生成稀土氧化物而沉积，然后去除氧化搀杂。与熔体中的氢和水汽发作反响，生成或稀土氧化物，到达去氧的意图。一起还能够添加熔体的流动性和削减铸件的缩松，进步细密性。　　3．进步室温合金强度　　大都稀土元素在镁中有较大的固溶度，而且随温度下降固溶度有明显变化，因而稀土元素除固溶强化外，仍是镁合金有用的时效强化元素，一些稀土化合物还有弥散强化作用。　　4．进步合金力学功能的热稳定性　　稀土元素是进步镁合金耐热的最有用的合金化元素，能明显的进步Mg合金高温强度和高温蠕变抗力，其原因是多方面的：稀土在镁中扩散系数小，可减慢再结晶进程和进步再结晶温度，添加时效作用和脱溶相的热稳定性，高熔点的稀土化合物钉扎晶界，阻止位错运动，进步高温蠕变抗力。　　5．进步合金耐蚀功能　　因为净化了熔体，减小杂质铁等的有害影响，然后进步耐蚀功能。

稀土在铜及铜合金中的作用

2019-01-04 09:45:43

一、稀土对铜及铜合金组织的影响 1、净化组织工业用铜中往往含有多种杂质,虽然有些杂质含量很低,甚至低于0.001 %(质量分数，下同)，但是这些杂质元素会严重影响铜及铜合金的加工性能、降低导电性及导热性。如氧、硫和铜形成的脆性化合物(Cu2O 和Cu2S)可以降低铜的塑性，这些脆性化合物冷拉时还会产生毛刺，并降低铜的导电性、耐蚀性和焊接性能。稀土净化铜及铜合金组织主要有两种方式: (1)稀土与氧和硫的亲和力很强,形成熔点较高，热稳定性强，比重较小的稀土化合物，从而达到脱硫、脱氧的作用;又稀土元素很容易与原子态氢发生作用，生成RH2 或RH3型稳定氢化物(R 代表稀土金属) ,这些氢化物以固溶体的形式溶于铜合金中，从而消除了氢的有害作用。(2)稀土与铅、铋等元素生成比铜熔点高的高熔点金属间化合物，因此在铜熔铸过程中，可以保持固体状态，与熔渣一起从液体金属铜合金中排除，达到脱铅、铋的目的。 2、细化组织稀土对铜及铜合金显微组织的影响主要体现为细化晶粒，减少或消除柱状晶，扩大等轴晶区的作用。稀土细化铜及铜合金组织的作用机理主要存在以下三种: (1)形成新晶核，抑制晶粒长大。稀土在铜及其合金中能与一些元素反应形成高熔点化合物，常以极微细颗粒悬浮于熔体之中，成为弥散的结晶核心，使晶粒变多，变小;又从凝固原理及热力学观点看，由于稀土大量聚集在固液界面前沿的液相中，使合金在凝固时成分过冷增大，以树枝状方式凝固生长，同时在分枝节点处产生细颈、熔断，增多了结晶核心，从而细化了晶粒。(2)微晶化作用。由于稀土元素的原子半径( 0.174nm～0.204 nm) 比铜的原子半径(0.127nm) 要大36 %～60 %，故稀土原子很容易填补正在生长中的铜或铜合金的晶粒新相的表面缺陷，生成能阻碍晶粒继续生长的膜，从而细化为微晶; (3)合金化作用。稀土在铜中的溶解度很小，一般仅千分之几到万分之几，但稀土与铜能生成多种金属间化合物。这些金属间化合物弥散分布于基体中，达到细化晶粒。 3、稀土对夹杂物组织的影响稀土对夹杂物组织的影响主要是改变杂质的形态和分布。其主要表现有以下四种: (1)减轻或消除合金结构中的树枝状晶形和柱状结晶,这与稀土同某些杂质形成难熔化合物并呈弥散状态有关。(2)使合金中某些呈条状、片状甚至块状的杂质(如铅、铋等，其中有的杂质可形成低熔点共晶)转变成点状或球状，从而改善或提高了铜及其合金的机械及加工性能，这是由于活性很强的稀土金属，能使像铅这样的一些杂质对铜的润湿性急剧降低，这些杂质在其自身表面张力的作用下，使体积大大缩小。(3)使合金中的某些有害杂质由集中分布于枝晶或晶界间，改变为较均匀分布于整个晶体中，使杂质实现在金属微观体积上的再分布，或对某些杂质的宏观偏析发生影响，导致各种性能得以提高。(4)含稀土的化合物被吸附在金属或合金的晶界上，减少合金晶界上低熔点有害杂质的数量，从而减弱合金的高温回火脆性。如在铍铜合金中未加稀土前，夹杂物多为不规则棱角形的Cu2O和Cu2S，添加适量稀土后，夹杂物全部球化，稀土夹杂物取代了Cu2O 和Cu2S ，使夹杂物由固溶态变为稀土化合物析出。二、稀土对铜及铜合金性能的影响 1、稀土对铜及铜合金加工性能的影响在铜合金中加入适量稀土金属，可以改善铜及铜合金的铸造性能。对不同种类的铜合金，加入稀土后流动性可提高30 %～40%。对高锰铝青铜，稀土的加入量不超过0.15%时，流动性随稀土加入量的增加而增加。在高铅青铜(ZQPb25 - 5)中加入0.5%～1.0%混合稀土，HPb59- 1铅黄铜中加入0.04%～0.05%混合稀土，均可以改善合金的偏析或逆偏析现象。添加0.01%～0.03%混合稀土可显著提高变形铅黄铜的高温延伸率，改善热加工性能，减轻或消除热轧开裂现象。加入稀土可使残余应力值降低，稀土在一定变形度范围内(2、稀土对铜及铜合金机械性能和导电性能的影响稀土对铜及铜合金机械性能的影响主要表现在硬度、强度、塑性等方面。稀土在纯铜中含量为0.1%～0.2%时，强度提高幅度较大，高于0.2%时强度提高缓慢。稀土对H68黄铜强度的影响有双重作用:一方面，稀土的固溶强化及净化作用，使料强度升高;而另一方面，当稀土加入量超过某一数值时，稀土的有害作用掩盖了有利作用，宏观表现为强度下降。关于稀土对铜及铜合金导电性影响的机理是:一方面，稀土的细化作用使铜晶粒细化，晶界增加，电散射几率增大，导致电阻率增大，导电性下降;另一方面，稀土的净化作用使铜中杂质减少，晶格畸变减弱，电子散射几率减少，导电性改善。这两个对导电性起相反作用的因素同时存在，其影响随稀土加入量的变化而变化。 3、稀土对铜及铜合金抗氧化性和耐腐蚀性能的影响为了解决抗氧化性能和高电导率之间的矛盾，采用添加稀土金属作为铜及铜合金的合金元素。发现在适当加入量时，电导率不但没有降低反而略有提高，同时还发现铜中加入稀土能明显改善抗氧化性能。关于在铜及铜合金中加入稀土后耐蚀性能均有不同程度的提高，对此现象的解释主要有: (1)稀土的净化作用，消除铜基体中杂质。(2)在铜及铜合金表面形成致密的氧化层，阻止基体原子向外扩散和外部原子向内扩散。(3) 提高铜及铜合金的腐蚀电位。(4)稀土的加入缩小了铜合金的结晶温度范围。混合稀土的加入不仅可以改善锡黄铜的耐蚀性能，还可以改变锡黄铜的腐蚀形貌，不仅减小了易脱落层的厚度，同时也大大减小了渗透层的厚度。 4、稀土对铜及铜合金耐磨性能的影响稀土和铜元素可以形成硬度较高、分布均匀的金属间化合物，这些化合物成为位错运动的阻力;而且稀土可以有效地改善夹杂物的存在形式和分布，减少其弱化晶界的可能，减少了承受载荷时沿晶界开裂的几率，因而提高了耐磨性。含有稀土的铸造黄铜具有较高的硬度及良好的塑性及韧性，可以缩短跑合阶段的时间，延长稳定磨损的阶段，从而达到减少磨耗，延长工件使用寿命的目的。在高锰铝青铜中添加稀土，可使其干摩擦磨损减少20%左右，润滑摩擦磨损量减少50%左右。三、稀土-铜中间合金稀土在铜及铜合金的实际工业化应用中，因稀土与铜的原子半径差异较大，不利于固溶，且流动性较差，直接在铜及铜合金的熔炼过程中添加稀土会造成大量烧损并出现渣相，难以控制铜及铜合金中稀土元素分布的稳定和均匀性，严重影响了稀土对铜及铜合金各种性能应有的改善效果。稀土-铜中间合金是一种稀土与铜的共晶合金体，它在保留了稀土应有特性的同时，还具备了在铜及铜合金中良好的固溶性，因此流动性较强，方便加入量的掌握和搅拌控制的均匀性，能极大的发挥出稀土在铜及铜合金中的有益特性。