稀土在铝合金中的作用及研究进展

稀土镁合金的研究现状及应用

稀土镁合金的研究现状及应用 杨素媛,张丽娟,张堡垒 (北京理工大学材料科学与工程学院,北京 100081) 摘 要:镁合金具有质轻、高比强度、高比刚度等优异性能。但其强度不高,高温性能较差,为了改善其性能,在熔炼过程中加入稀土制成具有高强、耐热、耐蚀等性能的稀土镁合金,大大增加了材料的抗拉强度、延展性及抗蠕变性能,从而使镁合金在航空航天、汽车工业及电子通讯行业得到了广泛应用。总结了稀土对镁合金的净化和阻燃作用,分析了稀土元素对合金组织和性能的影响,综述了稀土耐热镁合金、稀土高强镁合金、稀土阻燃镁合金的研究现状,并简述了稀土镁合金的应用及发展前景。 关键词:稀土镁合金;组织;力学性能;应用 中图分类号:TG146 2 文献标识码:A 文章编号:1004 0277(2008)04 0081 06 镁及镁合金是目前最轻的结构金属材料,具有高的比强度和比刚度,很好的抗磁性,高的电负性和导热性,良好的消震性和切削加工性能。但是镁合金的强度不高,特别是高温性能较差,大大限制了其应用。所以提高镁合金的室温强度和高温强度是镁合金研究中要解决的首要问题[1,2]。 大部分稀土元素与镁的原子尺寸半径相差在 15%范围内,在镁中有较大固溶度,具有良好的固溶强化、沉淀强化作用;可以有效地改善合金组织和微观结构、提高合金室温及高温力学性能、增强合金耐蚀性和耐热性等;稀土元素原子扩散能力差,对提高镁合金再结晶温度和减缓再结晶过程有显著作用;稀土元素还有很好的时效强化作用,可以析出非常稳定的弥散相粒子,从而能大幅度提高镁合金的高温强度和蠕变抗力。因此在镁合金领域开发出一系列含稀土的镁合金,使它们具有高强、耐热、耐蚀等性能,将有效地拓展镁合金的应用领域。 1 稀土在镁合金中的作用 1 1 稀土对镁合金熔体的净化作用 稀土对镁合金熔体有很好的净化作用,具有除氢净化及除氧化夹杂物的作用。 在熔炼过程中,由于镁的化学性质非常活泼,易与水气发生反应使镁合金具有较强的析氢倾向。在镁合金液有较大的溶解度的氢,会导致铸件产生气孔、针孔及缩松等铸造缺陷。在镁合金熔炼过程中加入稀土,稀土元素与水气和镁液中的氢反应,生成高熔点的稀土氢化物和稀土氧化物,比重较轻的稀土氢化物和稀土氧化物上浮成固体渣,从而达到除氢的目的[3]。 镁与氧结合形成稳定的MgO,是镁合金中形成氧化夹杂物的主要原因。夹杂物使合金的力学性能和耐蚀性能降低,且易使合金产生疲劳裂纹等[4]。由于稀土元素与氧的亲和力更大,因此在镁溶液中加入稀土元素,稀土将优先与氧结合而生成稀土氧化物,从而达到去除氧化物夹杂的作用。 1 2 稀土的阻燃作用 由于镁与氧极易发生反应,因此镁合金在熔炼和浇注过程中易氧化燃烧。镁与氧反应生成的表面MgO膜,致密度系数 Mg<1,疏松多孔,不能有效阻止氧穿透该氧化膜;且MgO的导热系数小,不利于热量的扩散,会加剧镁的氧化和燃烧。稀土元素加入镁合金后,与氧发生反应或与MgO中氧发生置换反应生成稀土氧化物RE2O3,该稀土氧化物的致密度系数 >1,能够有效阻止氧穿透氧化膜与镁发生反应。 第29卷第4期2008年8月 稀 土 Chinese Rare Earths Vol 29,No 4 August2008 收稿日期:2008 02 22 作者简介:杨素媛(1966 ),女,内蒙古锡林浩特人,硕士,教授,研究方向:金属材料。

稀土在铸造铝合金中的作用_赖华清

稀土在铸造铝合金中的作用 Effect of Rare Earth in Casting Aluminum Alloy 赖华清,徐翔,范宏训 (湖北汽车工业学院材料工程系,湖北十堰442002) 摘　要:综述了稀土在铸造铝合金中的作用和应用概况。指出:稀土添加在铸造铝合金中可以起到细化组织、净化熔体、减少气体和夹杂物含量、降低合金线膨胀系数、提高合金常温和高温力学性能等多方面的良好作用。 关键词:稀土;铸造铝合金;作用 中图分类号:T G29 文献标识码:A 文章编号:1001-3814(2001)05-0037-03 稀土在铸造铝合金中的应用国外开展的较早,如德国在二战期间就研制了四种稀土铝合金用于制造发动机、内燃机的复杂零件。我国在这方面的研究和应用始于20世纪60年代,虽然起步较晚,但发展较快,从机理研究到实际应用都做了大量的工作,已经取得了一些成果。 1　稀土对铸造铝合金的变质作用 根据最新观点[1],铝合金变质处理大致可分三类,第一类是晶粒细化处理,主要用来细化α(Al)晶粒;第二类是共晶体变质,主要用于铝硅共晶合金;第三类是改善杂质相组织或消除易溶杂质相,如改变粗大富铁相等。 1.1　晶粒细化作用 铝合金晶粒细化最有效、最实用的方法是添加含B、Ti等元素的中间合金细化剂,除最常用的Al-Ti-B 中间合金外,目前稀土元素的晶粒细化作用逐渐引起人们的重视[2～4]。文献[4]指出,Al-Ti-B中间合金中配入适量的RE,可有效地抑制细化衰退现象,其原因是稀土元素的表面活性作用能降低铝熔体的表面张力,增加铝熔体对硼化物(TiB2)的湿润性,增大铝熔体在硼化物颗粒表面上的铺展系数,既能使TiB2的异质形核作用充分发挥,又能防止TiB2的聚集、沉淀,从而延缓衰退。此外,稀土本身也能够细化晶粒,RE与铝及铝中的Fe、Si等可形成高熔点的细小化合物,这些化合物能起到非自发形核的作用,使晶粒得到细化。 1.2　对初晶硅细化作用 高硅铝合金中初晶硅的细化一般都是采用加磷处理,现多以磷铜中间合金或磷盐的形式加入。魏伯康等人的研究结果证明了RE对初晶硅的细化作用[5],高硅铝合金中加入微量RE(0.02%),初晶硅形态开始发生变化,出现孪晶缺陷,并开始由规则八面体向不规则多面体转化,加入量至0.1%后,初生硅形态发生急剧变化,由多面体型向长条形、(并随着RE量的增加)进而向分枝生长方式转化。随着RE的增加,初晶硅数目增加,尺寸减小,RE达到0.5%时,细化效果最好,初晶硅可细化至50μm以下。但也有研究结果认为,稀土对初晶硅的细化作用很小甚至无变质作用。孙宝德等指出[6],仅仅加入稀土元素La、Y不能细化初晶硅。尽管对稀土细化初晶硅的作用有分歧,但在磷细化初晶硅的基础上稀土可进一步细化初晶硅的认识上,大家意见基本一致,所以稀土在高硅铝合金中的应用基本上是与磷复合构成双重变质剂使用[7～9],以弥补单独加磷不能同时细化初晶硅和共晶硅的缺点,这在高硅铝活塞材料上得到了相当成功的应用。 1.3　对共晶体变质作用 长期以来,铝合金一直采用钠盐作变质剂,钠变质有效期短,且腐蚀设备、污染环境。后来发展了以Sr为代表的长效变质剂[10],但Sr会增加铝合金的吸氢倾向,同时Sr的价格较贵,应用受到限制。近年来,关于稀土对铝硅合金变质作用的研究和应用的报道不断增多,充分肯定了稀土元素对共晶硅的良好变质作用[11～15]。李道韫等采用Al-RE中间合金对铝硅共晶合金进行变质处理[11],结果表明,微量RE可使铝硅共晶合金获得完全变质组织,RE变质具有比钠盐变质更好的长效性及重熔性,变质后,高温保持4h,重熔两次时,变质作用基本不衰退。张启运等研究了单一稀土元素及混合稀土对共晶铝硅合金的变质效果[13],发现Eu 具有最强的变质能力,La次之,Ce、Pr、Nd和混合稀土的变质能力稍低于La。稀土元素的变质能力随原子半径的减小而迅速降低,到Er、Y已基本不具有变质能力。RE的变质作用对冷速敏感,适用于金属型铸件。多数研究认为,RE的适宜加入量为0.8%～ 1.2%,此时共晶硅由粗针状细化为短杆状或球粒状,变质后抗拉强度可增加15%～20%,相对延伸率增加 1.5～ 2.0 37 《热加工工艺》　2001年第5期综 述 ⒇收稿日期:2001-04-24 作者简介:赖华清(1964-),男,江西大余人,硕士,副教授。DOI:10.14158/https://www.360docs.net/doc/b88740526.html, k i.1001-3814.2001.05.017

锌合金电镀资料

锌合金的主要成份是锌, 还有铝。它们都是两性金属, 化学稳定性差, 在空气中容易氧化、变色.腐蚀. 所以我们首先必须了解电镀或涂装锌合金压铸件表面状态的质量控制 1.1工件的几何形状设计 锌合金铸件在设计其几何形状时, 尽量避免盲孔深的凹部等结构, 因此, 要求在零件设计时,在不影响外观和使用的部位, 留出便于溶液、气体流动的排泄工艺孔。这样不仅能很好地实施镀覆, 而且减轻了镀液被污染的程度。 1.2 压铸件的模具设计和压铸工艺 锌合金压铸件表面是致密层, 厚度约0.1 mm, 内部则是疏松多孔结构。在模具设计和采用压铸工艺时, 尽量使工件表面光滑, 减少裂纹、气孔、冷隔缝隙、飞边及毛刺等铸造缺陷。为此, 必须进行机械清理, 这时应避免损伤表面致密层, 以免露出多孔的基体造成电镀困难,并影响电镀质量。锌合金压铸时常常使用脱模剂, 对脱模剂的使用和去除应给予一定的重视, 它是影响镀层结合力的因素之一。 1.3 工件的材质选择 常用的锌合金材料中用于电镀的有2ZnAl 4-3、2ZnA1 4-1、2ZnAl 4-0.5、2ZnA14 使用最多的牌号为ZnAl-925, ZnAl-903, 但ZnAl-903 比ZnAl-925 更好。 另外, 在压铸时常用一部分回料, 其比例应控制在15%, 最好不要超过20%。因回料中容易掺杂其他(如硅)成分, 影响镀层的结合力。若使用回料多的铸件, 电镀时最好用氢氟酸活化。

2、镀前处理 2.1 毛坯检验 (1) 外观: 查看毛坯表面是否存在裂纹、凸泡、划伤、松孔等严重弊病。判断这些弊病的程度, 若可以使用机械手段(磨光、抛光等)除去, 可以增加打磨工序。 (2) 材质检验: 查阅锌合金的牌号, 了解使用回料的比例, 测试压铸件的质量, 把工件放置在100-110℃烘箱中保温30min, 查看外表有否凸泡。 2.2 表面的机械清理 锌合金压铸件表面存在着铸造缺陷, 必须进行机械清理、磨光和抛光。 (1) 较大工件须采用磨光及抛光除去表面缺陷。例如, 除去毛刺、飞边、模痕等。磨光的砂轮使用的砂粒一般应大于220目, 采用红色抛光膏; 新砂头应适当倒角, 布轮的直径50-40 0 mm, 圆周速度视工件大小而定, 通常为1100-2200 m/min。锌合金磨光时不要过度用力, 尽可能不要损伤表面的致密层, 不要使工件变形。为了使工件表面光滑, 还应该进行抛光口可选用白色抛光膏, 抛光膏不要太少, 以防局部过热, 出现密集细麻点。抛轮的大小和圆周速度可参照磨光, 抛光后最好用白粉拉一下, 清除滞留的抛光膏, 便于电镀。 (2) 较小工件不便抛磨, 可选择滚磨或滚光处理。若工件飞边、瑕疵较多, 应先滚磨。磨料可选择氧化铝、花岗石、陶瓷、塑料颗粒, 以及能除油及润滑的肥皂水、表面活性剂等。磨料及零件的装载量为3/4-4/5滚桶(易变形工件多装些, 溶液均浸满零件), 磨料与零件比为(1.5～2):1, 滚桶的转速6-12 r/min 。容易变形的零件转速慢些。

稀土永磁材料的研究进展 应用物理学专业毕业设计 毕业论文

稀土永磁材料的研究进展应用物理学专业毕业设计毕业论文

内蒙古科技大学本科毕业论文 题目：稀土永磁材料的研究进展学生姓名： 学院：物理科学与技术学院 学号： 专业：应用物理学 班级： 指导教师： 二〇一一年六月

摘要 稀土永磁材料在国民经济中占有重要的地位。本文从稀土永磁材料特点出发，介绍了稀土永磁材料发的相关发展应用，并进行了钕铁硼永磁体的粘结研究。 关键词：稀土永磁；粘结 Abstract Lanthanon permanent magnet is of importance in the country economy. In this paper, from characteristic of lanthanon permanent magnet, application and development are introduced, and stick investigation of NdFeB have been discussed. Keywords: Lanthanon permanent magnet; stick

目录 引言_______________________________________________________________ 5 1.稀土永磁材料的概要介绍 ____________________________________________ 5 2.十七种稀土元素 ____________________________________________________ 6 3.钕铁硼NdFeB_____________________________________________________ 6 4.日美等国的相关发展状况和我国稀土永磁材料发展展望 __________________ 7 4.1日美等国的相关发展状况______________________________________________ 7 4.2我国稀土永磁材料发展及展望__________________________________________ 8 5.钕铁硼永磁体的粘结研究 ____________________________________________ 8 5.1按要求配量__________________________________________________________ 9 5.2预估方案____________________________________________________________ 9 5.3检查效果，确认并验证最佳方案_______________________________________ 10结语______________________________________________________________ 11

稀土镁合金的研究现状

稀土镁合金的研究现状 摘要：镁合金是目前最轻的结构金属材料，稀土的加入对改善其组织和提高耐腐蚀性，特别是高温性能具有重要作用。本文介绍了稀土镁合金的研究现状以及压铸和快速成型稀土镁合金。 关键词：稀土镁合金；压铸；快速成型 Abstract :Magnesium alloys are the most light structure metal materials ,the rare earth to improve their organization and improve corrosion resistance, especially high temperature performance has an important role,Study situation of Rare-earth Magnesium Alloys were introduced in the paper and pressure casting and rapid prototyping the rare earth magnesium alloys were introduced. Key words: Rare-earth Magnesium Alloys; Pressure Casting; Rapid Prototyping 镁合金是最轻的工程结构材料，具有密度小、比强度和比刚度高、导热导电性好、

阻尼减震性能高、电磁屏蔽性好、良好的铸造性能、易于加工成型、废料容易回收等一系列优点，因此，目前被广泛应用于汽车、电子、航空航天等诸多领域，具有极为广阔的应用前景。稀土元素由于具有独特的核外电子排布，表现出独特的性质，对0、S和其他非金属元素有较强的亲和力，在冶金过程中可以净化合金熔体、改善合金组织、提高合金室温力学性能、增强合金耐腐蚀性能等。近年来，根据对材料的性能要求而研制开发了一系列含稀土的高强、耐热、抗蠕变、阻燃等镁合金，稀土作为主要的合金元素或微合金化元素在镁合金研究领域发挥愈来愈重要的作用[1]。 1稀土在镁中的性质 1.1 稀土镁合金与氢和氧的相互作用 由于镁与氧极易发生反应，因此镁合金在熔炼和浇注过程中易氧化燃烧。镁与氧反应生成的表面MgO膜，致密度系数αMg<1，疏松多孔，不能有效阻止氧穿透该氧化膜；且MgO的导热系数小，不利于热量的扩散，会加剧镁的氧化和燃烧。稀土元素加入镁合金后，与氧发生反应或与MgO中氧发生置换反应生成稀土氧化物RE203，该稀土氧化物的致密度系数a>1，能够有效阻止氧穿透氧化膜与镁发生反应。 在镁合金中，已知Mg-Be，Mg-Ca，Mg-Ce-La合金系的氧化速度都比纯镁小，稀土对改善镁合金熔体的氧化性质有益。 氢在镁中有较大的溶解度，比其在铝中高1～2个数量级，在液态镁中，随温度升高，压力增大，氢的溶解度也增大。氢的主要来源是潮湿的气氛，在熔炼过程中与空气中的水反应： Mg(l)+H2O(g) →MgO(s)+2[H] 氢和镁不形成化合物，在镁中呈间隙式固溶体存在，含氢量过高会使镁合金出现显微气孔。稀土对除去镁合金中的氢有明显作用。在加入稀土后，稀土与氢反应生成REH2相； [RE]+2[H] →REH2 同时，稀土与MgO发生反应： 2 [RE]+3MgO →RE2O3+ 3Mg 此反应有较强的驱动力，因此可生成稀土氢化物和氧化物而达到合金溶液除氢的效果。特别对于含锆的镁合金，由于[H]与Zr生成稳定的化合物ZrH2，使锆在镁合金中溶

铝合金电缆问题汇总

铝合金电缆问题汇总 1为什么不用同等截面的单根线芯代替多根线芯 2 怎么保证铝合金电缆的热稳定性与铜芯电缆的热稳定性是一样。 3 铝合金电缆退火的作用是什么。 4、铝合金的冶炼怎样解决偏析的问题。 5、铜芯电缆的电阻小电损也就小，铝的电阻大电损就大，铝合金电缆以铝为基，材料上节约了，但常时间的用电量增加，反而成本增加了。 6、铝合金带铠装相比钢带铠装有哪些区别，优势在哪 7、铝合金电缆的使用寿命比铜缆长多少年，为什么 8、铝合金电缆各种规格的线芯单丝截面是否相同，如不相同，有哪几种常用的 单丝截面 9、铝合金如何决解铝达不到铜缆的指标？ 10、加铝导体线芯是异型线组合成型，而欣意公司导体线芯是硬性挤压，怎能保证你公司导体线芯在硬性挤压时所带来的伤害得到恢复并且保证与加铝的导体一样的性能。 11、加铝是世界500强的企业，在管理在生产控制与设备均为世界一流，产品质量的可靠性是值得依赖的，欣意公司的产品如何保证性能与加铝相当，另欣意的价格较市场上做铝合金电缆的企业价格较高，你公司与这些企业相比较在性能上如何能证明参数上优于他们？

12、铜芯电缆使用桥架，如铝合金电缆也使用桥架，由于铝合金电缆的截面相对来说偏大些，也会增加桥架的宽度，安装成本增加，你们怎样解决这个问题。 13、铜芯电缆的再次利用与铝合金电缆差异偏差很大，如何解释这个问题。 14、铜芯电缆设计已结束且敷设管道已完毕，如更改设计，由于铝合金电缆的截面相较于铜芯电缆大，如何解决安装穿管的问题。 15、铝合金电缆和铜缆可不可以进行连接，应如何进行连接 16、AA8030与AA8176的区别在什么地方，为什么设计的8030而可以用8176的铝合金来使用。 17、欣意电缆的铝合金投标的优势在什么地方。 18、与业主沟通的流程及与电力系统沟通的流程。 19、铝合金电缆在出厂前要经过哪些实验检测，型式试验有哪些检验项目，欣意公司在哪些项目中优于别的厂家。 20、电机中使用这种铝合金电缆，由于相对于铜缆来说截面偏大，在狭小的空间怎样才能连接上，并有足够的空间有安全的保障与散热。 21、铝合金电缆能替代母线吗，设计院能把母线改成铝合金电缆吗。 22、铝合金电缆的趋肤效应是如何解决的。 23、相同截面的铜电缆与铝合金电缆的载流量相差多少。 24、给出机器的使用功率，请问需要什么型号、规格的电缆，请提供计算公式。

稀土功能材料研究现状

稀土功能材料研究现状 摘要：稀土元素被誉为二十一世纪新材料的宝库，因其在电、光、磁等方面具有独特性质，故在功能材料领域获得了广泛的应用。文章介绍了稀土磁性材料、稀土发光材料、稀土催化材料、稀土贮氢材料、稀土超导材料的研究及其应用进展。 关键词：稀土、功能材料、研究现状 引言 功能材料是以物理性能为主的工程材料的统称，即指在电、磁、声、光、热等方面具有特殊性质，或在其作用下表现出特殊功能的材料[1]。它是现代高新技术的先导和基础，对它的研究、开发和应用将促进国家的科技发展水平，提高国家的综合经济实力和在高科技领域的竞争力。 被称为新材料“宝库”的稀土元素具有独特的4f电子结构，大的原子磁距，很强的自旋轨道藕合等特性，与其它元素形成稀土配合物时，配位数可在3—12之间变化，并且稀土化合物的晶体结构也是多样化的。稀土元素具有独特的光学、电学及磁学物理化学性质，使其在功能材料领域获得了广泛的应用。因此，无论是稀土金属还是其化合物都有良好的应用价值。本文着重介绍了在工农业生产和科学技术领域中有广泛应用的不同类型的稀土材料。 1、传统领域中的稀土材料 1.1稀土在农轻工中的应用 早在20世纪五六十年代，稀土就在农业、纺织业、石油化工业等传统领域得到了广泛的应用。稀土在农业的应用时我国科学独立自主开发的成果，先后被列入国家“六五”和“七五”科技攻关计划。稀土元素作为微量元素用于农业主要有2个优点：一是作为植物的生长、生理调节剂，使农作物具有高产量、优品质和抗逆性3大特性；二是稀土属低毒、非致癌物质、合理使用稀土对人畜无害，对环境无污染[2]。如添加稀土元素的硝酸盐化合物作为微量元素化合物施用于农作物可

镁合金研究现状及发展趋势

镁合金研究现状及发展趋势 摘要：镁合金作为21世纪的绿色环保工程材料之一，近年来已成为学术界的一个研究热点。本文主要综述了镁合金的研究进展和应用，介绍了耐热、耐蚀、阻燃和高强高韧等高性能镁合金材料的最新发展。还介绍了镁合金成型技术的研究成果，最后展望了高性能镁合金的发展前景。 关键词：镁合金；高强高韧；成型技术；应用 1.引言 镁（Mg）是地球上储量最为丰富的元素之一，在陆地、湖泊和海洋中都广为分布，例如，其在地壳表层金属矿资源中的含量达2.3%，仅次于占8.1%的铝和5%的铁，居第三位；海水中的镁含量达到2.1×1015吨，可以认为是取之不尽、用之不竭的元素[1]。此外，我国的白云石矿储量、菱镁矿以及原镁的产量位列世界镁资源储量首位[2]。同时，随着当前钢铁行业中铁矿石等资源的日趋紧张，开发和利用镁作为替代材料是必然的趋势。被誉为“二十一世纪绿色金属结构工程材料”的镁合金是目前所知金属结构材料中最轻的，与其他同类材料相比，它具有密度小，比强度、比刚度较高，可以回收再利用且机加工性能优异，阻尼减震性好，电磁屏蔽效果佳等一系列优点，因此在交通运输（如汽车、摩托车、自行车等工业）、航空航天、武器装备、计算机通讯和消费电子产品等领域具有广阔的应用前景[3]，但其使用量与铝合金和塑料相比还相当少[4]。 目前，从全球镁合金研发状况看，发展方向如图1所示[5]，我国在镁合金材料的应用研究与产业化方面也己取得重大进展，形成了从高品质镁材料生产到镁合金产品制造的完整产业链，为我国实现由镁资源大国向镁应用强国的跨越奠定了坚实的基础。

图1 镁合金的研发方向[5] Fig. 1 Directions of Mg alloy development 2.镁合金的特点及分类 通过在纯镁中添加其他化学元素，可显著改善镁的物理、化学和力学性能。但镁合金同时存在着显著的缺点，下面对镁合金的优缺点进行简要的阐述。 2.1镁合金的优点[6 ~ 8] 1）密度小、质量轻。镁合金是目前工业应用中最轻的金属结构材料，根据合金成分的不同，其密度通常在1.75-2.10g/cm3范围内，约为铝的2/3，钢的1/4。 2）比强度、比刚度高。镁合金的比强度高于铝合金和钢铁，但略低于比强度最高的纤维增强塑料。其比刚度与铝合金和钢铁相当，但却远高于纤维增强塑料。镁合金材料与其他相关材料的物理性能和力学性能分析比较如表1所示。 表1 镁合金和相关材料的物理和力学性能比较 Tab. 1 The comparison of physical and mechanical properties between magnesium alloy and other materials [9] 材料抗拉强度/Mpa 屈服强度/Mpa 延伸率/% 弹性模量/Gpa 比强度镁合金AZ31 251 154 13.8 45 141 镁合金AZ91 275 145 13.8 45 151 镁合金AM60 240 140 15 45 134 铝合金380 315 160 3 71 106 碳钢517 140 22 200 80 塑料ABS 35 - 40 2.1 41 塑料PC 104 - 3 6.7 102 3）吸震阻尼性能好。镁合金与铝合金、钢、铁相比具有较低的弹性模量，在同样受力条件下，可消耗更大的变形功，具有降噪、减振功能，可承受较大的冲击震动负荷。镁合金具有极好的滞弹吸震能力，其抗冲击性是铝合金的10倍，塑料的20倍。 4）良好的铸造性能。镁与铁的反应低，熔炼时可用铁坩埚，熔融镁对坩埚的侵蚀小，压铸时对压铸模的侵蚀小，与铝合金压铸相比，压铸模使用寿命可提高2-3倍，通常可维持20万次以上。镁合金的比热和结晶潜热小，所以流动性

高性能稀土镁合金及其研究进展

高性能稀土镁合金及其研究进展 镁合金作为一种轻质的绿色工程材料具有很大的应用前景，被称为21世纪的“绿色工程材料”。然而，大部分镁合金的力学性能（尤其高温力学性能）较差，使其应用受到限制。因此，如何改善其力学性能成为亟待解决的问题。添加合金化元素是常用来改善镁合金力学性能的手段之一，尤其是添加稀土元素。稀土元素对镁合金具有“净化”“细化”“强化”“合金化”的四重作用。Mg-RE系合金因其优异的高温拉伸性能、抗蠕变性能及良好的塑性成形能力而备受青睐，被认为是最具有应用前景的高温高强合金体系。因此，本文主要综述近年来国内外在高性能稀土镁合金方面的研究进展，重点介绍制备高性能镁合金的制备方法、加工技术、热处理工艺、强韧化机制及目前研究中存在的问题与不足。 1.Mg-RE系合金 Mg-RE系合金是目前镁合金中最重要的高强耐热镁合金体系，尤其是含有重稀土元素（Gd、Y、Dy、Ho、Er等）的镁合金。Mg-RE系二元合金的时效硬化特性、强度与稀土添加量成正比关系，如在 Mg-Gd二元合金体系中Gd的质量百分含量若低于10%则合金的时效析出偏低或者无析出，直接导致合金的强度及耐热性能降低。为了降低稀土的添加量且不影响时效硬化特性效果，在Mg-RE二元合金的基础上添加其它合金化元素开发出了三元、四元等稀土镁合金。目前，稀土镁合金主要包括在Mg-Gd体系上形成的Mg-Gd-Y、Mg-Gd-Er、Mg-Gd-Ho、Mg-Gd-Dy等系列合金，在Mg-Y体系上形成的Mg-Y-Gd、Mg-Y-Nd、Mg-Y-Sc-Mn 等系列合金，为了细化晶粒稀土镁合金中常常加入Zr元素。 除了早期的WE54、WE43合金，Mordike等通过添加Sc及Mn等元素，开发了抗蠕变性能优于WE43合金的Mg-4Y-1Sc-1Mn(wt.%)合金；He等用普通铸造+挤压+峰值时效的方法制备了高强耐热Mg-10Gd-2Y-0.5Zr(wt.%)合金，其室温下的屈服强度、抗拉强度、延伸率分别可高达331 MPa、397 MPa、1%。最近，Li等通过轧制+时效的方法制备了Mg-14Gd-0.5Zr 合金，其屈服强度、延伸率分别可高达445 MPa、2%。Mg-RE系合金是目前最适合、最有前途的可应用在航空航天或汽车上的镁合金材料，多数单位都将此系列合金的目标性能提高到550Mpa-600Mpa，稳定使用温度在200 o C。晶粒细化、形变强化、沉淀强化是目前稀土镁合金采用的强化手段。目前的研究主要集中在沉淀强化方面。Mg-RE系合金主要的时效析出强 化相为β′′ (DO 19)、β′(cbco)，其中，β′′相的化学成分为Mg 3 RE， β′相的化学成分为Mg15RE3。 β′相与基体具有半共格关系，匹配较好，大量、致密、规则析出的β′相，可有效阻止位错运动，被认为是合金强度提高的主要原因之一。 目前的研究仍有不足，主要表现在以下几个方面：（1）合金中含有大量的稀土，导致合金成本偏高；（2）合金的塑性加工性能偏差，有必要寻找改善合金塑性的新方法、新理论；（3）合金的塑性变形机制研究较少，需大研究稀土溶质原子、晶粒尺寸、晶界类型、织构等对滑移系机制的影响规律。 2.Mg-RE-Zn系合金 Mg-RE-Zn合金是现在研究的一个热点，一方面因为Kawamura于2001年用快速凝固粉/

铝合金的发展前景及应用展望

铝合金的发展前景及应用展望 1 前言 经过对铝合金化学成分的组成与优化，铝合金型材的铸造工艺、热挤压加工工艺和人工时效工艺进行优化，形成了合理的工艺路线和工艺流程。在此工艺路线和工艺流程的指导下生产出的铝合金型材强度高、延伸率大，延展成型性能好，且具有良好的抗腐蚀性能，已突破普通铝合金建筑材料的应用范围的局限，除应用于铝合金建筑门窗、幕墙外，可用做高层建筑的阳台护栏、栅栏、交通护栏、指示牌、广告牌，以及交通运输设施，汽车、高速列车、航空航天、船舶、军工以及大型建筑结构等领域。因其良好的耐腐蚀性能，不仅可以杜绝碳素钢，铸铁护栏因生锈而带来的反复维护的成本与烦恼，且表面多彩化，可与建筑群、建筑小区的人文环境效果匹配，大大丰富了建筑物的外立面，增强建筑的整体美感。目前，该项成果正在进一步向交通高速公路护栏、汽车等行业渗透推广。 2 论文部分 一铝合金的发展前景 2.1 铝合金在汽车领域应用前景广阔 铝合金的优良特性以及节能、环保、安全的三大汽车技术发展主题确定了铝在汽车行业应用的美好前景，特别是以宝马、奔驰、卡迪拉克等品牌为代表的高档轿车的引进，为铝合金的应用提供了新的市场。 在近期和不久的将来，汽车工业将加快对钢制产品的替代工作，并渴望在如下方面取得进展：1、全铝车身，包括美国福特、通用、日本本田、德国奥迪的概念车车身已经大量采用铝合金，与钢结构相比，重量减轻40％以上；2 、底盘结构件及支架和悬挂类零部件；3、储气罐，后保险杠；4、新材料的开发，为铝合金应用领域的扩展提供了可能。如德国开发成功的泡沫铝材AFS(aluminumfoamsandwich)具有高的刚度／重量和强度／重量之比，能够有效吸收冲击能，具有防震防噪音、易于回收等特点，在车门立柱，保险杠，门侧防撞杆、前防撞梁、军车上的防爆板、轿车发动机零部件等方面拥有极强的应用前景；5、铝镁合金、铝钛合金在汽车车轮、电器件、内饰件等方面的应用也正在逐步扩大。 2.2 稀土锌铝合金镀层金属制品前景看好 如由马鞍山鼎泰金属制品（集团）公司研制开发的国产新一代稀土锌铝合金镀层钢丝、钢绞线，投放市场后，受到用户青睐。专家认为该产品潜在市场十分巨大，前景相当广阔。 稀土锌铝合金镀层钢丝、钢绞线、钢丝绳是新一代耐腐蚀金属制品，目前世界公认的、有产品标准可遵循的只有两种，一种是含铝55％、硅6％、锌43.4％，称为Ga

磁性材料研究进展

磁性材料 引言 磁性材料作为重要的基础功能材料，已广泛用于信息、能源、交通运输、工业、农业及人们日常生活的各个领域，对社会进步和经济发展起着至关重要的推动作用。人们习惯按矫顽力的高低，对磁性材料进行分类：矫顽力大于1000A／m则称为硬磁材料，当硬磁材料受到外磁场磁化后，去掉外磁场仍能保留较高的剩磁，因此又称之为永磁材料或恒磁材料；矫顽力小于lOOA／m则称为软磁材料；矫顽力100A／m

轻合金技术新进展

轻合金技术新进展 铝、镁、钛等金属的密度小，分别为2.7g/cm3、1.7g/cm3、和4.5g/cm3、，因此，这几种金属通常被称为轻金属，其相应的铝合金、镁合金、钛合金则称为轻合金[1,2]。铝合金具有比重小、导热性好、易于成形、价格低廉等优点，已广泛应用于航空航天、交通运输、轻工建材等部门，是轻合金中应用最广、用量最多的合金[3~5]。镁合金具有比重小，比强度、比刚度高，阻尼性、切削加工性、导热性好，电磁屏蔽能力强，尺寸稳定，资源丰富，易回收，无污染等优点，因此，在汽车工业、通信电子工业和航空航天工业等领域正得到日益广泛的应用，近年来全世界镁合金产量的年增长率高达20％，显示出了极为广泛的应用前景[1,15]。钛合金比重小、耐蚀性好、耐热性高、比刚度和比强度高，是航天航空、石油化工、生物医学等领域的理想材料；同时，钛的无磁性、钛铌合金的超导性、钛铁合金的储氢能力等特性，使得钛合金在尖端科学和高技术方面发挥着重要作用[1,32]。 本文简要综述目前国内外在轻合金方面的研究开发、应用现状及最新进展，分析了我国在轻合金材料发展及其应用方面存在的问题，提出了今后一段时间我国在轻合金材料研究、开发与应用方面的对策。 －、铝合金 1.铝合金的发展 铝合金是一种较年轻的金属材料，在20世纪初才开始工业应用。第二次世界大战期间，铝材主要用于制造军用飞机。战后，由于军事工业对铝材的需求量骤减，铝工业界便着手开发民用铝合金，使其应用范围由航空工业扩展到建筑业、容器包装业、交通运输业、电力和电子工业、机械制造业和石油化工等国民经济各部门，应用到人们的日常生活当中。现在，铝材的用量之多，范围之广，仅次于钢铁，成为第二大金属材料。铝材应用的迅速发展是世界铝工业界不断开发新的铝合金材料的结果[3~5]。表1列出了铝合金的特性及主要应用领域[2]。 铝合金的发展可追溯到1906年时效强化现象在柏林被Alfred Wilm偶然发现，硬铝 Duralumin、随之研制成功并用于飞机结构件上[7]。在此基础上随后开发出的Al-Cu-Mg系合金，如2014和2024，其抗拉强度为350~480MPa'，至今仍在使用。第二次世界大战期间，由于军用航空材料的需要，抗拉强度超过500ＭＰ'的Al-Zn_Mg_Cu.合金发展起来，其中最

稀土镁合金的研究进展及应用

稀土镁合金的研究现状及应用 张晓 （中北大学材料科学与工程学院，山西太原030051） 摘要：镁合金具有许多优异的性能，如高比强度、高比刚度等。但它强度不高，高温抗蠕变性能差。稀土的加入对改善其组织和提高耐腐蚀性，特别是高温性能具有重要作用。本文介绍了国内外稀土镁合金的研究现状，并展望了稀土镁合金的应用前景。 关键词：镁合金；稀土；现状 Study Situation And Application Of Rare-earth Magnesium Alloys Zhang Xiao (North University Of China School Of Material Science And Engineering, Taiyuan Shanxi 030051) Abstract: Magnesium Alloy has many inherent advantages of Magnesium Alloy, such as high specific strength，high specific stiffness and so on. But it is not high strength and high temperature creep resistance is poor.the rare earth to improve their organization and improve corrosion resistance, especially high temperature performance has an important role,Study situation of Rare-earth Magnesium Alloys were introduced at home and abroad in the paper and the prospect of application in Rare-earth alloys Magnesium Alloy was looked. Key words: Magnesium Alloy; Rare-earth; situation

稀土与铝行业

稀土元素在铝合金行业中应用 摘要：在金属铝或铝合金中加入稀土元素金属，制得稀土铝合金，这些稀土铝合金相对与没加稀土元素前的金属铝或铝合金性质上差别较大，稀土铝合金具有许多特殊的和优异的性能，即稀土元素在金属铝或铝合金中起到改性作用。本文简述稀土元素在铝合金中的机理和行为，稀土元素作为微量元素加入铝及其合金中,不仅有细化晶粒的变质作用,还有净化熔体、减少气体含量及氧化夹杂的精炼效果,从而可显著改善和提高铝及其合金的综合性能。论述了稀土在铝及其合金中的应用现状及发展前景。 关键词：稀土元素；铝合金；稀土铝合金；应用 铝及其合金是有色金属及其合金中品种最多、用途较广、用量仅次于钢铁的金属材料。随着科学技术的发展,对铝及其合金的性能提出了更高的要求。为了改善铝及其合金的性能,一方面在熔炼及其加工工艺上进行改进,另一方面在铝及其合金中添加其他元素。 稀土是冶金工业中的有效添加剂,稀土金属具有很高的化学活性、低电位和特殊的电子壳层结构,几乎能与所有元素反应发生作用。稀土元素在铝及其合金中的作用和应用研究已经取得了明显的效果，主要集中在铝硅系铸造合金、铝镁硅(锌)系变形铝合金、铝合金导线及活塞合金等方面。目前的研究表明:铝、镁合金中添加稀土元素,可以提高合金的强度,尤其是高温强度,改善合金的塑韧性、耐磨性、抗腐蚀性能、铸造工艺性能等,具有显著的冶炼、合金化作用。 1.稀土元素在铝及其合金中的机理和行为 主要基于稀土有很高的化学活性,几乎能与所有的化学元素起反应,尤其与氢、氧和氮有很大的亲合力,从而减少了铝铸锭中气孔、疏松和缩孔等缺陷多能与铁、硅、铅等杂质起作用,故能减少这些杂质的有害影响,充当结晶核心,使铸锭晶粒细化。总之,趋于一致的结论是,稀土对铝及其合金有净化、变质和合金化三种作用。 2. 稀土元素对铝及其合金作用 （1）一般作用：稀土元素位于元素周期表第三副族,具有较大的原子半径,在化合物中3价为特征氧化态,有时呈现2价或4价,在金属元素中化学活性仅次于碱金属和碱土金属元素。添加少量稀土元素,未形成稀土金属间化合物之前,稀土元素在合金中主要起变质和细化作用,从而使合金获得一系列性能的改善。当稀土元素添加量足以生成金属间化合物、共晶复合物的金属纤维组织以及固溶强化相时,可以显著提高合金基体的高温性能。铝合金中添加稀土元素,具有良好的冶炼、改善成形工艺和合金化作用。 （2）冶炼作用：稀土元素在铝合金熔液中具有良好的净化作用。首先,稀土元素与氧、硫、氢、氮、卤族等元素具有很强的相互作用,生成产物RE2O3, RE2S3,RES, RES2, RE3S4, REH2, REH3, REN, REX3(X为卤族元素)等,在高温下稀土元素与碳、硅、硼反应生成REC2, RE2C3, REC, RE2C, RE3C, RE4C,RESi2, REB4, REB6等。同时氢在稀土中的溶解度远高于铝、镁合金,因此稀土元素可以较好地除去铝、镁合金中的氢。对于耐热铝、镁合金,由于晶界夹杂的减少,可以明显提高耐热强度等高温性能。其次,稀土能与铝、镁合金中低熔点元素砷、铋、铅、锌等作用,生成熔点较高的二元或多元化合物,这些化合物可以成渣析出,也可以成为强化相存在,避免了低熔点金属引起的红脆性问题。最后,稀土的加入影响或改善铝、镁合金金属液和熔渣的物理化学性质,诸如表面张力、流动性、粘度、夹杂溶解度等,有利于非金属夹杂的球化,促进其上浮,实现铝、镁金属液较好地去除夹杂。 稀土元素在铝、镁合金中具有良好的细化、变质作用。铝镁合金中少量添加稀土元素,可以增加液态金属结晶中心、增加表面张力、增加过冷度,在析出相或生长相的表面生成一层吸附膜,阻碍晶粒继续长大,进而达到细化晶粒的目的。添加稀土还可以减小柱状晶,细化合金二次枝晶臂间距,改善晶粒形态,并在一定程度上控制材料晶粒度。镧和铕对铝合金具有强烈的变质作用,这与其具有较大的原子半径有关。稀土能够提高铝、镁合金的力学性能,在微观

铝合金电缆

铝合金电缆 简介 铝合金电力电缆是以AA8030 系列铝合金材料为导体，采用特殊紧压工艺和退火处理等先进技术发明创造的新型材料电力电缆。合金电力电缆弥补了以往纯铝电缆的不足，虽然没有提高了电缆的导电性能，但弯曲性能、抗蠕变性能和耐腐蚀性能等却大大提高，能够保证电缆在长时间过载和过热时保持连续性能稳定，采用AA-8000 系列铝合金导体，可以大大提高铝合金电缆的导电率、耐高温性，同时解决了纯铝导体电化学腐蚀、蠕变等问题。铝合金的导电率是最常用基准材料铜IACS的61.8%，载流量是铜的79%，优于纯铝标准。但在同样体积下，铝合金的实际重量大约是铜的三分之一。因此，相同载流量时铝合金电缆的重量大约是铜缆的一半。采用铝合金电缆取代铜缆，可以减轻电缆重量，降低安装成本，减少设备和电缆的磨损，使安装工作更轻松。 在满足同等电气性能的前提下，使用铝合金电缆的重量是铜芯电缆的一半，其截面是传统铜芯电缆的1.1~1.25倍，价格比传统的铜芯电缆低15~30%。 优点 抗蠕变性能 铝合金导体的合金材料与退火处理工艺减少了导体在受热和压力下的“蠕变”倾向，相对于纯铝，抗蠕变性能提高300%，避免了由于冷流或蠕变引起的松弛问题。 抗拉强度和延伸率

铝合金导体相比于纯铝导体，由于加入了特殊的成分并采用了特殊的加工工艺，极大的提高了抗拉强度，且延伸率提高到30%，使用更加安全可靠。 热膨胀系数 热膨胀系数用来计算在温度变化时材料的尺寸变化。铝合金的热膨胀系数与铜相当，多年来铝连接器一直可靠地用于铜和铝导体，且当今使用的大部分电气连接器都是用铝制造的，这尤其适合铝合金。所以铝合金导体与连接器的膨胀和收缩完全一致。 连接性能 用铝合金制造的电气连接与用铜导体制造的连接一样安全稳定。 铝合金的成分大大改进了其连接性能，当导体退火时，添加的铁产生高强度抗蠕变性能，即使在长时间过载和过热时，也能保证连接稳定。 自重承载力强 铝合金改善了纯铝的抗拉强度，铝合金电缆可支撑4000米长度的自重，铜电缆只能支撑2750米。这种优势在大跨度的建筑（如体育场馆）配线时体现得尤为突出。 防腐蚀性能 铝固有的防腐性能源自当铝表面与空气接触时形成薄而坚固的氧化层，这种氧化层特别耐受各种形式的腐蚀。而合金中添加的稀土元素又能进一步改善铝合金的耐腐蚀性能，特别是电化学腐蚀。铝能承受恶劣环境的特点使其被广泛应用于托盘内电缆的导体，以及许多工业元件和容器。腐蚀的产生通常与不同的金属在潮湿环境中的连接有关，可使用