Хороша детальна стаття, чи знаєте ви про вплив рідкоземельних елементів на мідь і мідні сплави?
1. Рідкоземельна мідь
Мідь і мідні сплави мають ряд особливих властивостей, таких як відмінна електро- і теплопровідність, хороша корозійна стійкість, не магнетизм і антикорозійний вплив на мікроорганізми і водорості у воді, легка пластикова обробка і хороша зварюваність, а також легко лити. Він став важливим матеріалом у сучасній промисловості та широко використовується в електроніці, електромеханіці, авіації, аерокосмічній та інших галузях.
Рідкоземельні елементи мають типові металеві властивості та надзвичайно активні в хімічних властивостях. Вони можуть взаємодіяти практично з усіма елементами, крім інертних газів. Вони є «глутаматом натрію» в металургійній промисловості.
Застосування рідкісноземельних елементів у міді та мідних сплавах привернуло широку увагу наукових і технічних працівників у різних країнах у 1950-х роках і зараз стало гарячою точкою досліджень. моя країна почала дослідження застосування рідкоземельних елементів у міді та мідних сплавах ще в 1960-х роках. Дослідження того часу більше зосереджувалися на покращенні властивостей гарячої та холодної обробки, стійкості до корозії та зносостійкості міді та мідних сплавів, і досягли деяких результатів практичного значення, але ці дослідження просувалися повільно, і їх небагато сфери розробки та застосування.
2. Вплив рідкоземельних елементів на структуру міді та мідних сплавів
01 Очищення тканини
Існує два основних способи очищення міді та структур з мідних сплавів рідкісноземельними елементами:
(1) Рідкісноземельні елементи мають сильну спорідненість з киснем і сіркою, утворюючи рідкоземельні сполуки з вищими температурами плавлення, сильною термічною стабільністю та малою питомою вагою, завдяки чому досягаються ефекти десульфурації та деоксигенації; рідкоземельні елементи можуть легко реагувати з атомарним воднем. Він генерує стабільний гідрид типу RH2 або RH3 (R означає рідкоземельний метал). Ці гідриди розчиняються в мідному сплаві у вигляді твердого розчину, тим самим усуваючи шкідливу дію водню.
(2) Рідкісноземельні елементи, Pb, Bi та інші елементи утворюють високоплавкі інтерметалічні сполуки з вищою температурою плавлення, ніж мідь. Таким чином, під час процесу плавлення та лиття міді вони можуть залишатися у твердому стані та вилучатися з рідкого металевого мідного сплаву разом із шлаком для досягнення видалення Pb, призначення Bi.
image.png
02 Удосконалити організацію
Вплив рідкісноземельних елементів на мікроструктуру міді та мідних сплавів в основному відображається у витонченні зерен, зменшенні або усуненні стовпчастих кристалів і розширенні рівновісних площ зерен.
Існує три основних погляди на механізм рідкоземельного рафінування структури міді та мідних сплавів:
(1) Утворює нові кристалічні зародки та пригнічує ріст зерна.
(2) Мікрокристалізація.
(3) Ефект легування.
image.png
03 Вплив рідкоземельних елементів на структуру включень
Вплив рідкоземельних елементів на структуру включень полягає головним чином у зміні форми та розподілу домішок. Його основні прояви включають такі чотири види:
(1) Зменшити або видалити дендрити та стовпчасті кристали в структурі сплаву.
(2) Зробити так, щоб певні домішки в сплаві з’являлися у вигляді смужок, листів або навіть блоків, таким чином покращуючи або підвищуючи механічні та технологічні властивості міді та її сплавів.
(3) Перерозподіл певних шкідливих домішок у сплаві на мікроскопічний об’єм металу або вплив на макросегрегацію певних домішок, що призводить до покращення різних властивостей.
(4) Рідкісноземельні сполуки адсорбуються на межах зерен металів або сплавів, зменшуючи кількість шкідливих домішок з низькою температурою плавлення на межах зерен сплаву, тим самим послаблюючи високотемпературну крихкість сплаву.
image.png
3. Вплив рідкоземельних елементів на властивості міді та мідних сплавів
01 Вплив на продуктивність обробки
Додавання відповідної кількості рідкоземельних металів до мідних сплавів може покращити ливарні властивості міді та мідних сплавів. Для різних типів мідних сплавів текучість може бути збільшена на 30-40% після додавання рідкоземельних елементів.
Додавання від {{0}}.01% до 0,03% змішаних рідкісноземельних елементів може значно збільшити високотемпературне подовження деформованої свинцевої латуні, покращити продуктивність гарячої обробки та зменшити або усунути розтріскування гарячої прокатки. Видалення домішок рідкоземельними елементами підвищує міцність меж зерен і зменшує кількість фаз окрихчення, тим самим збільшуючи високі температури σb і δ мідних сплавів. Додавання рідкоземельних елементів може зменшити величину залишкового напруження, а рідкоземельні елементи можуть покращити здатність матеріалу до холодної деформації в певному діапазоні деформації (<14%).
02Вплив на зносостійкість
Рідкоземельні та мідні елементи можуть утворювати інтерметалічні сполуки з більшою твердістю та рівномірним розподілом. Ці сполуки стають опором руху дислокації; і рідкоземельні елементи можуть ефективно покращити форму існування та розподіл включень, зменшити ймовірність послаблення меж зерен і зменшити ймовірність розтріскування вздовж меж зерен під дією навантаження, таким чином підвищуючи зносостійкість.
Лита латунь, що містить рідкісноземельні елементи, має високу твердість, хорошу пластичність і в'язкість, що може скоротити стадію припрацювання та подовжити стадію стабільного зносу, тим самим зменшуючи знос і подовжуючи термін служби заготовки. Додавання Ce і B до алюмінієвої бронзи з високим вмістом марганцю може зменшити сухе тертя та знос приблизно на 20%, а тертя та знос мастила приблизно на 50%.
03 Вплив на механічні властивості та електропровідність
Вплив рідкоземельних елементів на механічні властивості міді та мідних сплавів в основному відображається на твердості, міцності, пластичності тощо. Коли вміст рідкоземельних елементів у чистій міді становить {{0}}.1% до {{ 4}}.2%, міцність значно зростає, а коли вона перевищує 0,2%, міцність зростає повільно.
Механізм впливу рідкісноземельних елементів на провідність міді та мідних сплавів, як правило, вважається таким: з одного боку, рафінуючий ефект рідкісноземельних елементів подрібнює зерна міді, збільшує межі зерен і збільшує ймовірність електричного розсіювання, в результаті чого у збільшенні питомого опору і зниженні провідності. З іншого боку, ефект очищення рідкісноземельних елементів зменшує домішки в міді, послаблює спотворення решітки, зменшує ймовірність розсіювання електронів і покращує провідність.
image.png
4 Висновок
Рідкісноземельні елементи можуть очищати структуру, вдосконалювати структуру та змінювати розподіл включень у міді та мідних сплавах, тим самим покращуючи їх продуктивність обробки, стійкість до корозії та зносу, механічні властивості та електропровідність. Тому рідкоземельні елементи можуть покращувати мідь і мідні сплави. продуктивність покладає більше очікувань.
Хоча було успішно розроблено багато рідкоземельних матеріалів з міді та мідних сплавів, що мають промислове значення та практичну цінність, у більшій кількості міді та мідних сплавів ще не використовуються рідкоземельні елементи, тому необхідно розробити більше рідкоземельних міді та мідних сплавів. Нові сплавні матеріали дозволяють ширше використовувати рідкісноземельні елементи в міді та мідних сплавах, уможливлюючи промислове виробництво. Типи рідкісноземельних добавок або лигатур мають бути більш серійними, а такі параметри, як методи додавання та умови процесу, мають бути більш досконалими.
В даний час багато досліджень все ще знаходяться в експериментальній стадії. Механізм, правила впливу, ключові технології процесу та інші питання здатності рідкоземельних елементів покращувати властивості міді та мідних сплавів ще потребують подальшого вивчення. Для того, щоб повною мірою використовувати переваги ресурсів рідкоземельних елементів моєї країни, необхідно посилити дослідження застосування та фундаментальні теоретичні дослідження рідкоземельних елементів у міді та мідних сплавах, щоб сприяти прогресу технології застосування рідкоземельних елементів і розширювати сфера застосування рідкоземельних елементів.
