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稀土元素对铝合金组织性能的影响
点击:喇叭网 日期:2011/12/9 11:04:51

稀土元素具有独特的4f电子结构、大的原子磁距、很强的自旋轨道耦合等特性,形成稀土配合物时,配位数在3~12之间变化,并且稀土化合物的晶体结构也是多样化的。稀土元素独特的物理、化学性质,决定了其广阔的潜在用途。蓝牙音箱喇叭网 微量稀土元素的添加,就会对铝合金的组织和性能有很大影响。
(1)对铝合金综合力学性能影响.铝及铝合金加入适量的稀土,可使其强度、硬度、伸长率、断裂韧性和耐磨性能等综合力学性能提高。这主要得益于稀土元素对合金组织的改善以及弥散的稀土化合物强烈的沉淀强化效应等。
添加稀土元素可以导致合金断裂过程中裂纹萌生位置与扩展途径发生改变,有利于合金的韧化。同时铝合金中随稀土含量的增加,抗拉强度、硬度提高,而延伸率略有下降。由此可见,伴随稀土的加入,散热器合金的机械性能大有改善。
(2)改善铝合金的铸造性能.稀土元素的加入也可以改善铝合金的铸造性能,提高液态金属的流动性,减少铸造缩孔、气孔、偏析和表面裂纹。这是因为铁是铝合金中非常有害的杂质,万分之几的铁就能形成Al+FeAl3的共晶体,大多数含铁相的结晶组织都十分粗大,直接影响合金的机械性能,降低合金的流动性,增加组织不均匀性,添加稀土,则可以改变铁相的存在形态,提高铝合金的铸造性能。
(3)提高合金的焊接性能钪可降低焊接裂缝形成的倾向性,提高铝合金的可焊性。6061合金的帕特奇焊接试验表明:常规6061合金的裂缝总长为32mm~43mm,而含钪6061合金则观察不到裂缝。Al-4.78%-Zn2.15Mg-0.38Sc合金的焊接接头强度可达515MPa,焊接件沿基体断裂,焊接强度系数高达0.97~1.0(一般铝合金的焊接强度系数只有0.8)。此外,焊接Al-Si合金中添加适量的稀土可提高焊接区的浸润性和光亮度。
(4)提高合金的耐腐蚀性能稀土还使铝合金腐蚀电位变正,增大电化学反应的电阻,从而提高铝合金的耐蚀性。铝合金机械强度高,密度小,在许多领域得到了广泛应用,但在其使用环境中特别是有Cl-存在的情况下,极易遭受小孔腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳等的破坏。为了进一步提高铝合金的耐腐蚀性能,人们尝试了很多种办法,常用的方法有阳极氧化、铬酸盐氧化和有机涂层等。这些方法虽然能够对铝合金表面起到一定的防护作用,但也都存在一定的弊端。添加微量元素提高合金耐蚀性,是一个成本低、见效好的途径。关于稀土对铝合金耐腐蚀性能的影响,近年来科研工作者做了一些初步研究,肯定了稀土对提高耐蚀性能的有益作用。

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