Papel sa Rare Earth Elements sa High-End 7xxx Series Deformed Aluminum Alloys

Ang halapad nga panukiduki gihimo sa pagdugang sa mga talagsaon nga elemento sa yuta (REEs) sa 7xxx, 5xxx, ug 2xxx series nga aluminum alloys, nga nagpakita sa talagsaong mga epekto. Sa partikular, ang 7xxx series nga aluminum alloys, nga adunay daghang mga elemento sa alloying, kasagaran makasinati og grabe nga paglainlain sa panahon sa pagtunaw ug paghulma, nga mosangpot sa pagporma sa mahinungdanong kantidad sa eutectic nga mga hugna. Gipamenos niini ang katig-a ug pagsukol sa kaagnasan, nga nagkompromiso sa kinatibuk-ang pasundayag sa haluang metal. Ang pag-apil sa talagsaon nga mga elemento sa yuta ngadto sa mga high-alloyed aluminum alloys makadalisay sa mga lugas, makapugong sa paglainlain, ug makaputli sa matrix, sa ingon makapauswag sa microstructure ug sa kinatibuk-ang mga kabtangan.

Karong bag-o, usa ka matang sa superplastic nga grain refiner ang nakakuha ug pagtagad. Kini nga mga tigdalisay nagpahimulos sa talagsaon nga mga elemento sa yuta sama sa La ug Ce aron mapalambo ang paghuyang sa mga utlanan sa lugas ug subgrain. Kini dili lamang nagdalisay sa mga lugas apan nagpasiugda usab sa usa ka uniporme nga pagkatibulaag sa mga precipitates, nagpugong sa recrystallization, ug sa kamahinungdanon nga pagpalambo sa alloy ductility, sa katapusan nagdugang sa produktibidad sa mga proseso sa extrusion.

Sa 7xxx series aluminum alloys, ang talagsaon nga mga elemento sa yuta kasagarang gidugang sa tulo ka paagi:

1. Rare earth nga mga elemento lamang;

2.Kombinasyon sa Zr ug talagsaon nga mga elemento sa yuta;

3.Kombinasyon sa Zr, Cr, ug talagsaon nga mga elemento sa yuta.

Ang kinatibuk-ang sulod sa talagsaon nga mga elemento sa yuta kasagarang kontrolado sulod sa 0.1–0.5 wt%.

Mga Mekanismo sa Rare Earth Elements

Ang talagsaon nga mga elemento sa yuta sama sa La, Ce, Sc, Er, Gd, ug Y nakatampo sa aluminum alloys pinaagi sa daghang mekanismo:

Pagpino sa lugas: Ang talagsaon nga mga elemento sa yuta nagporma sa parehas nga gipang-apod-apod nga mga precipitate nga naglihok isip heterogeneous nucleation sites, nag-convert sa mga dendritic nga istruktura ngadto sa equiaxed fine grains, nga nagpalambo sa kusog ug ductility.

Pagpugong sa paglainlain: Sa panahon sa pagtunaw ug solidification, ang talagsaon nga mga elemento sa yuta nagpasiugda sa mas uniporme nga pag-apod-apod sa elemento, pagpakunhod sa eutectic formation, ug pagdugang sa matrix density.

Ang pagputli sa matrix: Y, La, ug Ce mahimong mo-react sa mga hugaw sa pagkatunaw (O, H, N, S) aron maporma ang mga lig-on nga compound, pagpaubos sa sulud sa gas ug mga inklusyon, nga makapauswag sa kalidad sa haluang metal.

Pagbag-o sa kinaiya sa recrystallization: Ang pipila ka talagsaon nga mga elemento sa yuta mahimong mag-pin sa mga utlanan sa lugas ug sa subgrain, makapugong sa paglihok sa dislokasyon ug paglalin sa utlanan sa lugas. Kini naglangan sa recrystallization ug nagpreserbar sa maayong mga istruktura sa subgrain sa panahon sa pagproseso sa thermal, nga nagpauswag sa kalig-on ug resistensya sa corrosion.

Panguna nga Rare Earth Elements ug Ilang mga Epekto

Scandium (Sc)

Ang Sc adunay pinakagamay nga atomic radius taliwala sa talagsaon nga mga elemento sa yuta ug usa usab ka transisyon nga metal. Kini mao ang kaayo epektibo sa pagpalambo sa mga kabtangan sa deformed aluminum subong.

Sa aluminum alloys, ang Sc nag-precipitate isip coherent Al₃Sc, nga nagdugang sa recrystallization temperature ug nagpugong sa grain coarsening.

Kung gihiusa sa Zr, ang taas nga temperatura nga lig-on nga Al₃(Sc,Zr) nga mga partikulo maporma, nagpasiugda sa equiaxed nga pinong mga lugas ug nagpugong sa paglihok sa dislokasyon ug paglalin sa utlanan sa lugas. Kini nagpauswag sa kalig-on, resistensya sa kakapoy, ug performance sa stress-corrosion.

Ang sobra nga Sc mahimong mosangpot sa coarse Al₃(Sc,Zr) nga mga partikulo, makapakunhod sa abilidad sa pag-rekristal, kusog, ug ductility.

Erbium (Er)

Ang Er molihok parehas sa Sc apan mas epektibo sa gasto.

Sa 7xxx serye nga mga haluang metal, ang angay nga mga pagdugang sa Er nagdalisay sa mga lugas, nagpugong sa paglihok sa dislokasyon ug paglalin sa utlanan sa lugas, pagsumpo sa recrystallization, ug pagpauswag sa kusog.

Kung gidugangan og Zr, ang mga partikulo sa Al₃(Er,Zr) maporma, nga mas lig-on sa init kaysa sa Al₃Er lang, nga naghatag ug mas maayong pagsumpo sa recrystallization.

Ang sobra nga Er mahimong makapatunghag Al₈Cu₄Er nga mga hugna, nga makapakunhod sa kalig-on ug ductility.

Gadolinium (Gd)

Ang kasarangang mga pagdugang sa Gd nagdalisay sa mga lugas, nagdugang sa kusog ug ductility, ug nagpalambo sa solubility sa Zn, Mg, ug Cu sa matrix.

Ang resulta nga Al₃(Gd,Zr) nga hugna nagbutang sa mga dislokasyon ug mga utlanan sa subgrain, nga nagpugong sa recrystallization. Ang usa ka aktibo nga pelikula naporma usab sa ibabaw sa lugas, nga dugang nga naglimite sa pagtubo sa lugas.

Ang sobra nga Gd mahimong hinungdan sa grain coarsening ug makadaut sa mekanikal nga mga kabtangan.

Lanthanum (La), Cerium (Ce), ug Yttrium (Y)

Ang La nagdalisay sa mga lugas, nagpamenos sa sulod sa oksiheno, ug nagporma og aktibong pelikula sa ibabaw sa lugas aron mapugngan ang pagtubo.

Ang La ug Ce nagpasiugda sa GP zone ug η′ phase precipitation, pagpalambo sa matrix strength ug corrosion resistance.

Giputli ni Y ang matrix, gibabagan ang pagkatunaw sa mga nag-unang elemento sa alloying sa solid nga solusyon, gipasiugda ang nucleation, ug gipakunhod ang potensyal nga kalainan tali sa mga utlanan sa lugas ug mga interior, nga nagpauswag sa resistensya sa kaagnasan.

Ang sobra nga La, Ce, o Y mahimong mosangpot sa coarse blocky compounds, nga makapamenos sa ductility ug kusog.

Mga kabtangan sa mga mayor nga talagsaon nga mga elemento sa yuta ug ang ilang mga kinaiya sa aluminum