关注:
微信二维码
掌上有色:
app二维码

神奇的稀土镁合金

2019-05-05   
稀土元素是元素周期表ⅢB族中的钪、钆、镧系等17元素的总称,常用R或RE标明。一般把镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu称为轻稀土或铈组稀土,钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tu、镱Tb、镥Lu、钇Y称为重稀土或钇稀土。稀土金属的化学活性很强,当和氧效果时生成稳定性很高的R2O3型氧化物,我国稀土资源极端丰富,储量大、种类全、有价值元素含量高、散布广,按氧化物核算的工业储量为国外总储量的2.2倍。



 



  稀土元素的性质极端附近,在镁中的固溶度较大,且固溶度随温度的下降而急剧减小,在200℃时的仅为最大固溶度的1/10。除钪以外的其他稀土元素与镁在507℃~617℃内均存在共晶反响。富镁端共晶化合物类型随稀土素原子序数改动而改动。稀土在镁中的固溶度随其原子半径的增大而下降。Mg-RE合金晶界上网状散布的低熔点共晶化合物能够按捺显微疏松的构成,因而合金有很好的流动性,杰出的可铸造功能,铸态合金的安排由等轴α-Mg固溶体晶粒和晶界网状化合物组成。时效时从α-Mg中分出细微沉积相,有恰当大的强化效果,一起晶界上的网状化合物阻止晶界移动,因而Mg-RE合金有高的抗蠕变强度,成为一群有特征的高温镁合金。



 



  Mg-RE合金有较大的时效强化效果,因为时效时从α-Mg过饱和固溶体中沉积与α-Mg固溶体共格的GP区与β''相及β'相,以Mg-Nd合金为例,其沉积序列为:



 



  α-Mg→GP区→β''→β'(Mg3Nd)→β(Mg12Nd)



 



  GP区呈盘状,与基体彻底共格,过时效生成的平衡相为β(Mg12Nd),属体心四方晶系,与基体不共格。



 



  Mg-RE合金一般还含有锌和锆,Zr能够明显细化合金铸造安排,Zn能够进一步进步合金的抗蠕变强度。镁-稀二元合金晶粒粗大,力学功能低,不能作为结构材料运用。加锆后,安排细化,才使铸造状况合金的力学功能上升到工程结构能够承受的水平,因而,Mg-RE合金均含有一定量的锆,如EK30A合金(Mg-Th3%RE-0.7%Zr)是首个以稀土为首要合金元素的高温铸造镁合金,在200℃以下有高的抗拉强度和抗蠕变强度,能够满意航空发动机一些零部件的作业环境要求。向Mg-RE-Zr系合金再加锌的四元合金具有更高的力学功能,EZ33A合金是这类合金的典型代表,有替代EK30A合金之势。在Mg-RE-Zr合金中加银可取得抗拉功能大为改进的新式合金EQ21A。



 



  Mg-RE-Zn-Zr合金的显微安排由α-Mg固溶体和晶界上的块状化合物组成,锌的参加不光增加了晶界上化合物的数量,并且增强它们的连续性。在EZ23A合金中,稀土化合物为Mg9RE。



 



  近些年来,耐热Mg-RE合金成了抢手的研讨课题。钇在镁中的固溶度高达12.5%,且跟着温度的下降而减小,可构成有时效硬化才能的一系列合金。已开宣布Mg-Y-Zn-Zr系合金、Mg-Y-Nd-Zn-Zr系合金、Mg-Y-Nd-Zr系合金。Mg-Y-Zn-Zr系合金有杰出的归纳力学功能和可铸造功能,长时间作业温度可达300℃,若再增加Nd,可进一步改进其热强功能。还有可与铝基铸造合金抗蚀性当的抗腐蚀功能。因为钇价高,且不易与镁构成合金,能够用含75%钇、钆、铒等重稀土元素的混合稀土替代钇。



 



  在Mg-Y-Nd系合金中,Mg-6Y-2Nd合金具有最高的抗拉强度和恰当高的伸长率,WE54是该系合金取得商业使用的头一个,有优异的高温功能,已用于制作航空器与赛气汽缸,不过此合金在150℃长时间作业时,会有β''相的二次分出,使合金的塑性逐步下降,致使不能再用。研讨标明,恰当削减钇含量,提高Nd含量,合金强度虽略有下降,但能够坚持杰出的塑性,WE43就是这样的一个合金。

关注SMM

微信二维码

微信扫一扫关注

掌上有色

掌上有色二维码

掌上有色下载

返回顶部

返回顶部