稀土元素对ZL104合金作用的研究

富铈混合稀土(0.15-1.1%RE)及含稀土的复合添加剂对Al-Si-Mg系ZL104合金中共晶硅相生长方式和形貌有明显的影响,促使其由板片状转化为纤维状变质结构。借助于电子探针对稀土的分布进行定量分析,证实稀土在硅相中分布均匀,含量小于0.045Wt%。试验添加0.15-0.35%RE时合金具有最佳机械性能和良好的净化作用。     

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.     

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.     

93钨合金的稀土改性机理

通过粉末冶金方法制备添加质量分数为0.15%稀土元素La,Ce的93W-4.9Ni-2.1Fe合金.测试钨合金在不同应变率下的力学性能,并从粉末冶金动力学的角度分析钨合金的稀土改性机理.结果表明,稀土元素的添加,明显提高了93W合金的动态力学性能;钨合金稀土的改性主要是通过化学反应,将游离态存在的杂质元素氧、硫等转变为较稳定的稀土化合物,减少了杂质元素在钨颗粒与黏结相界面的偏析,提高了二者之间的界面结合强度;稀土元素的加入使得烧结过程中W颗粒的长大速率下降,导致W颗粒尺寸减小,通过降低黏结相中W的溶解度而使液相的黏度减小,流动性变好,液相更易渗入W颗粒间,导致连接度下降.     

CeO_2原矿制备含Ce稀土镁合金的组织和性能

将一定比例CeO2和精炼剂混合,在精炼过程中溶入到AM50镁合金中,制备成含Ce稀土镁合金。结果表明,当稀土的添加量为0.8wt%时,晶粒细化程度达到最大,有较多的Al11Ce3相析出,镁合金的抗拉强度和延伸率性能达到最好;当超过0.8wt%时,晶粒开始粗化,有更多的针状Al11Ce3相析出,镁合金力学性能会从高点下降。     

含稀土高硅铝合金的组织特征

为深入研究含稀土(RE)高硅铝合金的组织特征,将质量分数为0.08%P和质量分数为0.6%RE复合变质Al-20%Si-2%Cu-1%Ni-xMg(x=0.4%,0.8%)高硅铝合金浇入金属模具中成形.通过光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等测试方法,分析了该合金的相组成.结果表明:合金中生成Mg2Si相、Al-Si-Cu-Ni-RE相、AlCuNi相、AlFeMnSi相等金属间化合物;合金中加入质量分数为0.6%RE能较好地变质共晶Si,但过剩的RE易生成针状的Al-Si-Cu-Ni-RE相,该富RE五元化合物的形态在T6热处理前后变化不明显;T6热处理后合金中粗大的AlCuNi相粒状化,且分布较均匀.     

稀土和锶变质的Al—Si—Mg合金

选择理想的变质剂是制备高强韧铸造Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ合金的重要手段。采用富镧混合稀土和锶对Ａ３５７合金进行了变质处理,研究了它们对合金铸态、力学性能及含量的影响。结果表明,在保证合金含铁量Ｆｅ≤０．１１％时,富镧混合稀土比锶有更理想的除氢和变质效果细化组织中共晶硅的能力和综合力学性能。     

Fe对Ni-Mn-Ga形状记忆合金相变和力学性能的影响

研究了Fe含量对Ni56Mn25 xFexGa19(x=0～10)合金的微观组织结构、相变行为、力学性能和记忆特性的影响规律.当x 4时,Ni56Mn25–xFexGa19合金仍然保持着单一的四方结构马氏体相;当x 6时,合金呈现为马氏体相和面心立方γ相组成的双相结构.相对于马氏体相,γ相为富Ni和富Fe相,其含量随Fe含量的增加而增加.随着Fe含量增加,合金的马氏体相变温度逐渐降低,其峰值温度从x=0时的356℃降低至x=10时的170℃,这主要归因于马氏体相尺寸因素和电子浓度的综合作用.通过添加Fe替代Mn在合金中引入的γ相可提高合金的强度和塑性,但最大形状记忆回复应变从x=0时的5.0%降低到x=6时的2.0%.     

稀土变质ZZnAl4Cu1G合金的研究

采用稀土变质剂对ZnAl4Cu1G合金进行变质处理,研究了稀土变质对ZnAl4Cu1G合金显微组织及力学性能的影响。结果表明,稀土的加入能够显著细化ZnAl4Cu1G合金的铸态组织,合金的力学性能得到提高,β相晶粒细化及稀土化合物的强化作用是合金力学性能改善的原因。     

气缸套用钼铌微合金化高强度珠光体基灰铸铁的组织性能

制备了两种气缸套用含有微量钼和铌元素的高锰(w(Mn)=2.0%～2.1%)和低锰(w(Mn)=0.2%～0.3%)新型合金灰铸铁,对比分析了不同孕育剂孕育处理后新型合金灰铸铁的组织和性能。研究结果表明:稀土+硅钡孕育处理的高锰合金灰铸铁的硬度最高,可达到321HBW,抗拉强度达408 MPa。硅锶+硅钡孕育处理的高锰合金灰铸铁抗拉强度最高可达425 MPa,相应的硬度值为296HBW。高锰合金灰铸铁稀土+硅钡孕育处理后得到的是片状A型石墨,而高锰合金灰铸铁硅锶+硅钡孕育处理和低锰合金灰铸铁硅锶+硅钡孕育处理后得到的是片状A型石墨及部分细小弯曲的D型石墨的混合组织。不同孕育处理后的灰铸铁拉伸断口形貌均呈现出典型的脆性断裂特征。从综合性能上考虑,稀土+硅钡孕育处理后的高锰合金灰铸铁是性能较为优异的高强度合金灰铸铁。