添加钨和稀土元素对TiAl合金性能的影响

采用机械合金化结合粉末冶金技术制备Ti-44.7Al、Ti-44.7Al-xW、Ti-44.7Al-xLa-yCe合金材料,采用透射电镜和金相显微镜研究不同W、La、Ce添加量对机械合金化TiAl基合金的显微组织的影响,并对合金的力学性能进行测试.研究表明,在不添加任何元素时TiAl合金颗粒的平均尺寸为30～60 μm,但添加微量稀土元素La、Ce对TiAl基合金的细化作用非常明显,其平均尺寸为20 μm;通过机械合金化在TiAl基合金系统中添加微量W元素会形成新的固溶体相,这种新成分相大大提高TiAl基合金的抗弯强度σb,当W添加量为1.0%时,σb达到峰值,随后随着W原子数分数的增加,抗弯强度降低;TiAl合金的抗弯强度σb开始随着稀土元素La的增加而增加,在0.5%原子数分数处达到峰值,然后强度随稀土原子数分数的继续增加而下降;而合金的强度却随添加Ce的原子数分数的增加而直线下降,同时添加W的TiAl合金的强度高于加稀土La、Ce的TiAl合金的强度.     

Al-Zn-Mg-Cu系铝合金微合金化的研究进展

就单一合金元素及复合多种合金元素对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的铸态组织、析出相、力学性能及腐蚀性能的影响进行综述。单独加入稀土元素Er,Ce,Ho,Sc等,可以净化基体,使合金熔铸缺陷明显减少,细化晶粒,促进合金元素在基体中的固溶,使晶界减少偏析;单独加入微量的Zr,可以提高合金的再结晶温度,抗拉强度,应力腐蚀能力;复合添加稀土及其他微量合金元素,对提高铝合金的综合性能更为有效。     

含稀土硬质合金的表面观察

采用合金烧结表面观察法研究了掺杂稀土在低碳硬质合金中的存在形式与作用机理.掺杂稀土分别以混合稀土(La和Ce为主体成分) Co(RE Co)预合金粉形式和La(NO3)3的丙酮溶液形式在硬质合金湿磨时直接加入.用扫描电镜和能谱仪对含稀土与不含稀土的低碳硬质合金的烧结表面进行观察与分析.研究结果表明:合金中是否含有稀土以及稀土的掺杂形式对合金的表面结构有很大的影响;以混合稀土 Co预合金粉形式掺杂的硬质合金烧结表面,稀土Ce明显富集,合金表面的稀土形成了含氧的稀土第3相;当稀土以La(NO3)3形式掺杂时,合金表面含氧的稀土La第3相的数量明显小于前一种掺杂形式.当稀土以RE Co预合金粉的形式掺杂时,因Ce与氧具有很强的结合能力,Ce向硬质合金烧结表面富集的驱动力主要来自于合金内部与合金表面氧的浓度差;当稀土以La(NO3)3的形式掺杂时,硬质合金烧结表面附近的稀土La向烧结表面聚集的驱动力主要来自于系统自由能的降低.     

Ce对耐热铝导体材料铸态组织和性能的影响

采用电阻率测试、硬度测试、金相显微镜和扫描电镜观察等方法,研究添加不同含量稀土Ce对铸态耐热铝导体材料Al-0.15Zr合金的影响。研究结果表明:Ce能净化基体,与杂质相形成金属间化合物,改变杂质相的形态和分布;添加适量的Ce,显著细化了晶粒和枝晶组织,有利于导电性和强度的提高;随着Ce加入量的增大,晶粒细化效果更好;当Ce含量(质量分数)超过0.3%以后,二次枝晶间距继续减小,但晶粒尺寸细化不明显;当Ce含量为0.3%和0.4%时,Al-0.15Zr合金的导电性和强度均达到最大值。     

稀土对Zn-15Al合金组织和耐蚀性的影响

制备了一种稀土 Zn 1 5Al合金 ,并用人工海水浸泡合金进行了腐蚀实验 ,借助金相与扫描电镜观察其腐蚀形貌及组织变化情况 .结果表明 :适量稀土的加入可细化Zn 1 5Al合金的铸态组织 ,而对合金的耐蚀性能无显著改善 ;当微量Cu、Mg及稀土复合添加时可显著改善合金的耐蚀性能 .通过实验确定了Ce的最佳含量为 0 .1 % (质量分数 ) .     

稀土Ce对Zn-Al-Mg合金组织和耐蚀性能的影响

以Zn-Al-Mg合金为基体,加入不同比例的稀土Ce熔炼成Zn-Al-Mg-Ce合金.通过热处理细化合金组织后,在wNaCl＝3.5%的溶液(25 ℃)中进行极化曲线测量和浸泡腐蚀试验, 采用金相显微镜和电子探针观察其显微组织变化和腐蚀形貌.结果表明,稀土Ce可以显著地细化Zn-Al-Mg合金组织,并随着wCe的增加,合金晶粒变小.在wNaCl＝3.5%常温溶液中,稀土Zn-Al-Mg-Ce合金的自腐蚀电流比Zn-Al-Mg合金自腐蚀电流要小:当wCe＝0.35%时,自腐蚀电流最小,合金的耐蚀性能最好:当wCe＝0.64%时,自腐蚀电流变大,合金耐蚀性降低.稀土Ce的最佳含量为0.35%.     

La对AlSi10Cu0.2Mg0.2Mn和ZnAl12Cu1(Mg)铸造合金力学性能的影响

利用Al-La中间合金制备了AlSi10Cu0.2Mg0.2Mn-x La和Zn Al12Cu1(Mg)-x La铸造合金,考察了不同的La含量对合金组织和抗拉强度、伸长率、冲击强度等性能的影响.研究结果表明:微量稀土La可以细化合金的晶粒,改变Si相晶粒大小和形状.与未添加La的合金相比,含有微量稀土La的AlSi10Cu0.2Mg0.2Mn-x La合金和Zn Al12Cu1(Mg)-x La合金具有更优良的力学性能.当AlSi10Cu0.2Mg0.2Mn铸造合金中La添加量为0.15%(质量分数)时,铸造合金的伸长率增加2.7倍.含有0.1%(质量分数)La的Zn Al12Cu1(M g)-x La合金抗拉强度和伸长率相比于未添加稀土La的合金,分别增强1.3倍和3.2倍.含有0.3%(质量分数)La时Zn Al12Cu1(Mg)-x La的硬度增强1.8倍,但冲击强度是含有0.15%(质量分数)La时最高.综合考虑Zn Al12Cu1(Mg)-x La铸造合金的机械性能,稀土La的最优添加量为0.1%~0.2%(质量分数).     

Mg-Ni-RE贮氢合金的研究进展

综述了近几年来国内镁基稀土贮氢材料的研究进展，介绍添加不同稀土和采用不同的工艺条件对Mg—Ni合金的贮氢量、吸放氢速度等贮氢性能的影响，总结了当前Mg—Ni—RE(RE＝La，Y，Ce，Pr，Nd)贮氢合金的研究现状和需要解决的主要问题，并提出了今后应用研究的方向．     

稀土对ZnAl27合金组织性能影响的研究

本文对ZnAl 27合金及加入稀土后合金的室温及高温机械性能、超塑拉伸性能及抗蚀性能进行了系列实验,微量稀土加入能使合金的所有性能得到改善。文中还初步分析了加入稀土RE后的不同状态的金相显微组织,并探讨了RE对合金的作用机理。     

稀土Ce对Al-5Ti-0.5Mg-0.15Gd合金微观组织和细化行为的影响

研究了稀土Ce添加量对Al-5Ti-0.5Mg-0.15Gd中间合金微观组织和细化行为的影响,结果表明:Al-5Ti-0.5Mg-0.15Gd中间合金基体上分布着条状的TiAl_3相,径向尺寸为10-200μm,轴向尺寸为30-40μm;当Ce加入量为0.5%时,Al-5Ti-0.5Mg-0.15Gd中的TiAl_3相尺寸明显降低,并随着Ce含量增加,TiAl_3相尺寸进一步降低,当Ce加入量增至1.5%时,细化剂中的TiAl_3颗粒相变得更加细小,并在轴向上发生离断;与Al-5Ti相比,Al-5Ti-0.5Mg-0.15Gd-1.5Ce对Al-7Si合金的α-Al细化更显著,并对合金中的共晶硅也有细化作用.     

稀土在硬质合金球形粉末烧结体表面的富集现象

采用合金粉末烧结体表面观察法研究了稀土在WC-Co硬质合金中的作用机理.合金中的稀土分别以混合稀土(以La和Ce为主体成分)- Co预合金粉形式和La(NO3)3的丙酮溶液形式在湿磨时直接加入.用扫描电镜和能谱仪对平均粒径小于200 μm的2种球形稀土硬质合金粉末烧结体表面进行了观察与分析.研究结果表明:当以混合稀土-Co预合金粉形式加入稀土时,在烧结过程中,合金中的稀土La和Ce在合金粉末烧结体表面产生明显的富集,并与主要来自于烧结炉内气氛中的杂质元素形成了含La,Ce,S,Ca,W,C和O的复杂化合物;当以La(NO3)3形式加入稀土时,在合金粉末烧结体表面不存在La的富集或聚集.稀土的添加形式同时也影响合金粉末烧结体表面硬质相WC与粘结相的比例,当以混合稀土-Co预合金粉末形式加入稀土时,合金粉末烧结体表面粘结相含量较少.因此,稀土的添加形式影响其在硬质合金中的作用机理,当以混合稀土-Co预合金粉形式加入稀土时,合金中的稀土不但具有较强的富集杂质元素的作用,而且还可以阻止合金粉末烧结体表面富粘结相结构的形成.     

添加W对Ti-Al-Cr-Nb铸态合金高温变形的影响

通过非自耗电弧熔炼及氩气保护浇铸方法,合成不同W含量的Ti-Al-Cr-Nb合金。采用高温拉伸测试及显微组织观察,研究添加W对Ti-Al-Cr-Nb铸态合金的显微组织及其高温变形影响。研究结果表明:W的添加使Ti-Al-Cr-Nb合金的铸态组织得到细化;在800℃时基体合金的伸长率从0.62%提高到90%;在高温变形过程中,添加W使Ti-Al-Cr-Nb铸态合金的最大伸长率从620%降低到200%,而最大伸长率相应的温度从850℃增大到1 050℃。不同W含量的Ti-Al-Cr-Nb铸态合金在800～1100℃的高温变形机制主要是晶粒滑动,而添加W使晶粒滑动的协调过程由晶界扩散转化为体扩散。     

稀土元素La,Ce对93WNiFe合金力学性能的影响

通过粉末冶金方法制备了添加稀土元素La,Ce的93W-4.9Ni-2.1Fe合金,研究了稀土元素对高密度93钨合金静、动态力学性能的影响. 结果表明,添加少量的稀土元素La,Ce可以显著提高93钨合金的力学性能. La,Ce的加入使合金断口上钨-钨界面分离和钨-粘结相界面开裂的比例减少,钨颗粒解理断裂和基体相韧性撕裂的比例增加. 稀土元素La,Ce改变了氧和硫在合金中的存在与分布状态,减小了其在钨-粘结相界面的偏聚,从而改善了合金的力学性能.     

稀土对6063铝全金组织性能的影响

对６０６３铝合金中添加稀土元素后引引起的机械性能物理性能的变化进行研究，结果表明：稀土相主要分布在晶界，部分存在晶内，热挤压态稀土相周围有大量位错塞积；稀土元素的加入使名合金晶粒细化、机械性能改善；添加少量的单一稀土Ｌａ能显著提高铝合导电导热能力；添加适量富Ｃｅ混合稀土可使２００℃时的热扩散率提高１２％。     

稀土变质剂对铸造铝硅镁合金组织性能的影响

研究了不同含量混合富Ce稀土变质剂对铸造铝硅镁合金组织、力学性能的影响,并对变质机理做了探讨。试验结果表明,在一定程度上铁相和硅相能够被稀土变质。当用富W(Ce)=0.10%的稀土变质含W(Fe)=0.12%的Al-Si-Mg合金时,抗拉强度可达到193 MPa,延伸率可达到11%,此时富Ce的稀土变质最佳温度为750℃,变质时间为30 min。但用富Ce的稀土变质含W(Fe)=0.20%的Al-Si-Mg合金时,其组织和力学性能变化不大,微量稀土的变质作用主要是因稀土在固/液界面前沿的富集,或吸附在富铁相和共晶硅相表面阻碍其长大,从而改变了铝合金中硅相、铁相形貌。     

混合稀土对Mg-9Y-0.6Zr镁合金组织和性能的影响

通过光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、描扫电镜(SEM)、微分扫描量热仪(DSC)和力学性能测试等手段,研究了加入质量分数为0%、1%、3%和5%混合稀土对Mg-9Y-0.6Zr(WK90)镁合金组织及性能的影响.结果表明:铸态WK90合金组织由α-Mg基体及少量的共晶组织构成,添加混合稀土后,晶界处的共晶组织明显增多,并由单一共晶形式转变为层状共晶和离异共晶并存;随着混合稀土添加量的增大,共晶组织的种类及数量增多,合金DSC曲线的低熔点吸热峰总面积增大并最终发生分离;混合稀土为3%铸态合金及含混合稀土为1%的挤压态合金分别具有最高的断裂强度,影响合金强度的因素除了晶粒尺寸外,离异共晶组织的分布状态和形貌也是重要的因素.     

稀土变质ZA43合金的研究

为改善和提高高铝锌合金(ZA43)的力学性能和耐磨性,采用Ce基混合稀土对ZA43合金进行了变质处理,系统研究和探讨了稀土对ZA43合金的力学性能和耐磨损性能的影响规律.研究结果表明:稀土的加入能够显著细化ZA43合金的铸态组织,减小化学成分偏析.随着稀土含量的增加,合金的力学性能和耐磨性得到不同程度的改善,当稀土含量...     

稀土Ce掺杂铝合金阳极的结构和电化学性能

通过向Al-5Zn-0．05In-0．1Sn铝舍金基体中添加不同量的稀土元素Ce，制得一系列含稀土Ce的合金。采用扫描电镜和能谱分析，研究稀土对铝合金阳极微观组织的影响，并进行将稀土铝舍金用作铝空气电池阳极的电化学性能测试。研究结果表明：当Ce的含量不大于0．5％时，细化枝晶的效果较好；添加稀土元素Ce，铝舍金阳极的自腐蚀电位负移，放电稳定性和放电电压提高；当以50mA／cm^2的电流密度恒流放电时，Ce含量为0．3％的舍金放电性能最好，放电电压为1．118V，放电时间达到13h；添加稀土元素Ce能改善铝舍金阳极的耐腐蚀性能。     

Ce0.6Zr0.35RE0.05O2（RE=Y，La，Nd，Pr）固溶体的性能研究

采用共沉淀法制备了不同稀土元素改性的Ce0.6Zr0.35RE0.05O2(RE=Y,La,Nd,Pr)固溶体,并用XRD,H2-TPR等方法对其晶相结构、还原性能和高温热稳定性进行研究.结果表明,稀土元素Y,La,Nd,Pr掺入Ce0.6Zr0.4O2固溶体,所形成的三元混合氧化物均为萤石型立方晶相结构的均相固溶体,并未出现所掺杂稀土氧化物的晶相,且高温老化后,物相结构稳定.与Ce0.6Zr0.4O2固溶体比较,稀土元素的掺杂,明显改善了其还原性能及高温热稳定性.     

铸造速度和混合稀土对Al-23%Si合金组织和性能的影响

研究了半连续铸造过程中不同铸造速度及铈镧混合稀土对Al-23%Si合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:当铸造速度从100 mm/min提高到250 mm/min时,Al-23%Si合金初晶硅的偏析现象得到有效改善,铸锭从内部到外部初晶硅的分布都较为均匀,初晶硅的平均尺寸从71.4μm下降到40.9μm,同时减轻了共晶硅的偏析.加入0.5%的铈镧混合稀土后,Al-23%Si合金的共晶组织产生了明显变化,稀土元素细化了合金的共晶组织,并使共晶硅相由层片状转变为短杆状.提高铸造速度和添加混合稀土可提高合金硬度和抗拉强度.