添加稀土元素对AZ91D镁合金腐蚀性能的影响
稀土在镁合金中作用的研究现状
稀土在镁合金中作用的研究现状作者：杜一鸣来源：《经营管理者·下旬刊》2016年第10期摘要：稀土元素在镁合金中具有阻燃、净化熔体等作用，能有效改善合金的铸造性能：可细化显微组织、形成准晶相、抑制形变织构，提高镁合金的室温及高温强度和塑韧性等力学性能；并改变镁合金表面腐蚀层结构、控制阴极相数量和分布以及影响电化学过程，从而改善镁合金的耐腐蚀性能。
总结了利用稀土元素改善镁合金组织性能的研究现状，并对稀土钱合金的发展前景进行了展望。
关键词：稀土镁合金组织性能现状一、镁合金概述镁合金是工程应用中最轻的金属结构材料，具有密度低、比强度高、比刚度高、减震性高、易加工、易回收等优点，在航天、军工、电子通讯、交通运输等领域有着巨大的应用市场，特别是在全球铁、铝、锌等金属资源紧缺大背景下，镁的资源优势、价格优势、产品优势得到充分发挥，镁合金成为一种迅速崛起的工程材料。
面临国际镁金属材料的高速发展，我国作为镁资源生产和出口大国，对镁合金开展深入研究和应用前期开发工作意义重大。
然而普通镁合金强度偏低、耐热耐蚀等性能较差仍然是制约镁合金大规模应用的瓶颈问题。
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。
二、稀土的作用1.熔体净化，保护。
稀土元素在镁合金熔体中具有除氢、除氧、除硫、除铁、除夹杂物的作用，达到除气精炼、净化熔体的效果。
镁合金在熔炼过程中极易氧化燃烧，工业生产镁合金一般采用熔剂覆盖或气体保护法熔炼，但都存在不少缺点，如果能够提高镁合金熔体自身的起燃温度则有可能实现镁合金大气下直接熔炼，这对镁合金的进一步推广应用意义重大。
稀土元素对合金耐腐蚀性的影响
稀土元素对合金耐腐蚀性的影响稀土元素，这几个字听起来是不是有点神秘？其实啊，它们在合金的世界里可有着不小的影响力，尤其是在合金的耐腐蚀性方面。
先来说说什么是稀土元素吧。
稀土元素可不是土里挖出来的“土”哦，它包括镧系元素以及钪和钇这 17 种元素。
这些元素在自然界中的含量相对较少，所以被称为“稀土”。
我曾经在一家金属材料的实验室里工作过，当时我们就在研究稀土元素对各种合金耐腐蚀性的影响。
那时候，为了得到准确的数据，我们天天泡在实验室里，摆弄着那些瓶瓶罐罐和复杂的仪器。
有一次，我在进行一组含有稀土元素的铝合金的耐腐蚀实验。
我按照严格的步骤，把样品准备好，放进模拟腐蚀环境的溶液中。
然后就是焦急的等待和不断的观测。
那段时间，我几乎是每隔一会儿就去看看样品的变化，心里那个紧张啊，就像等待考试成绩公布一样。
经过一段时间的观察和数据记录，我发现加入了适量稀土元素的铝合金，在腐蚀环境中的表现明显更好。
那些没有加入稀土元素的合金，表面很快就出现了锈斑和腐蚀的痕迹，而加入了稀土元素的合金，表面依然相对光滑，腐蚀的进展缓慢得多。
为什么稀土元素能有这样的神奇效果呢？这是因为稀土元素能够细化合金的晶粒，让组织结构更加均匀。
就好比是把一堆杂乱无章的东西整理得井井有条，这样一来，腐蚀性物质想要“入侵”就没那么容易啦。
而且啊，稀土元素还能在合金的表面形成一层致密的氧化膜。
这层膜就像是给合金穿上了一层防护服，把腐蚀性的物质挡在外面，保护着合金不被侵蚀。
比如说，在不锈钢中加入稀土元素，能够显著提高不锈钢在酸、碱等恶劣环境下的耐腐蚀性。
在一些海洋工程中使用的合金，如果加入了合适的稀土元素，就能更好地抵抗海水的侵蚀，延长使用寿命。
想象一下，如果没有稀土元素的助力，那些用于制造飞机、汽车、船舶的合金材料，可能很快就会被腐蚀损坏，那将会带来多大的安全隐患和经济损失啊！所以说，稀土元素对于合金耐腐蚀性的影响可真是不容小觑。
它们就像是合金世界里的“保护神”，默默地守护着合金材料，让它们能够更长久、更稳定地为我们服务。
稀土对AZ91镁合金阻燃性和机械性能的影响
稀有金属快报 ３７
稀土对 ＡＺ９１ 镁合金阻燃性和
机械性能的影响
王宝健， 李 洪
（ 江西理工大学， 江西 赣州 ３４１０００）
摘 要 ： 针 对 应 用 最 广 的 镁 铝 锌 锰 系 镁 合 金 ＡＺ９１， 探 讨 了 Ｌａ 的 加 入 对 其 阻 燃 性 和 机 械 性 能 的 影 响 。 在 自 制 覆 盖
０ ｍ
为在特定条件下反应的
Ｇｉｂｂｓ
自由能
变，
ｋＪ／ｍｏｌ；
ΔｒＨ
０ ｍ
为
标
准
状
态
下
反
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，
ｋＪ ／ｍｏｌ；
ΔｒＳ
０ ｍ
为
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准
状
态
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反
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熵
变
，
Ｊ／ｍｏｌ；
Ｔ 为反应温
度， Ｋ。
在特定条件下氧化反应 Ｇｉｂｂｓ 自由能变小于 ０，
则能自发进行， 且其绝对值越大反应越容易进行。
用式（ ２） 所列的反应模型对大量金属进行计算。
但是镁及镁合金在熔炼过程中极易发生氧化反 应和燃烧， 产生气体吸附和氧化夹杂， 导致合金质 量下降， 生产十分困难， 甚至十分危险。目前国内 外一般采用熔剂覆盖和气体保护法熔炼镁合金， 但 这些方法均不同程度地存在着铸件易产生熔剂夹 杂、污染环境、设备复杂及生产成本高等缺点。普 通镁合金零件在后续机加工时还得特别注意安全，
剂保护下， 按照 ＡＺ９１ 镁合金化学计量比备料， 熔铸了 ３ 种不同稀土含量（ ０， ０．２％， ０．４％） 的样品 。 对 样 品 进 行 燃
点、硬度测定和金相观察。结果表明， 富 Ｌａ 稀 土 不 仅 可 有 效 地 提 高 镁 合 金 的 燃 点（ 在 ＡＺ９１ 系镁合金中添 加 ０．４％
稀土和稀有元素对镁合金的腐蚀速度的影响
稀土和稀有元素对镁合金的腐蚀速度的影响向镁中加入铅到百分之一对耐蚀性没有影响，进一步提高铅的加入量，耐蚀性下降。
在纯镁中加入磷的负作用当加入锰以后大大降低。
除了锰，加铈也能使磷沉淀而改善含磷镁合金耐蚀性。
可以加入稀土和稀有元素的合金大多数是耐热镁合金，试验研究证明：工业镁和镁加上百分之六点六的锡合金加入百分之零点零三带百分之零点四八的钙，使其在氯化钠溶液中耐蚀性增加，加镓对高纯镁为基础的其他合金的耐蚀性没有明显的影响。
镓对其他合金的抗应力腐蚀性能也没有明显的影响。
向工业镁和镁钕合金中加入百分之一钙其耐蚀性最好，高于或者低于百分之一的钙其耐蚀性均下降。
向镁、镁锌、镁铝中加入铟，耐蚀性下降的最大。
向镁钕合金中加入百分之零点一到百分之零点五的钴，使其耐蚀性下降，当钴的含量大于百分之零点二的时候耐蚀性下降的会更快。
向镁钕、镁钕锰合金中加入镍也使耐蚀性下降。
通常，变形镁铝合金的腐蚀速度比铸造的镁铝合金高，这与变形的镁铝合金中铝含量和纯度比铸造的低有关。
此外，变形镁合金的组织和性能是各向异性的，这无疑会提高腐蚀速度。
稀土和稀有元素对镁合金的腐蚀速度的影响金属杂质的影响 ASTMB117盐雾快速检测法可以提供镁合金及其组件耐盐水腐蚀性能数据，镁合金的海水腐蚀速度比盐雾腐蚀速度小的多。
盐雾腐蚀速度比海洋大气的腐蚀速度大200倍，在这两种情况下，AZ91合金的腐蚀速度均比碳钢和压铸铝合金的低。
镁合金中不同杂质的允许含量是铁百分之零点零一七，铜的允许含量是百分之零点一，镍的允许含量是百分之零点零零五，低于此允许含量对镁的耐蚀性没有明显的影响。
当镁合金中含有百分之三的锌，尤其是含有百分之锰，杂质允许含量会大大提高。
高纯镁中含有百分之零点一的铁其耐蚀性就会低于工业镁了。
当铁的含量低于百分之零点零零七，镍的含量低于百分之零点零零零四的时候ZM5合金在氯化钠的溶液中和海水中耐蚀性会大大提高。
ZM5合金中的镍含量从百分之零点零零零九提高到百分之零点零一，其耐蚀性下降50倍。
稀土铈对AZ91D镁合金组织及力学性能的影响
距， 计算 延伸率 ．
２ 实验 结 果 及 分 析
２ １ 稀土 ｃ 对 ＡＺ １ ． ｅ ９Ｄ镁合 金铸 态组 织 的影响
内蒙 古 工业 大 学 学 报
ＴＪ Ｒ ＳＡｄ型 全谱 直读 等离 子光谱 仪 实际测定 ， Ａ Ｉ Ｉ 试样 中稀 Ｊ Ｃ ２ ｅ的设计 加 入量 及实 测含量 见表 ２ 对于 ， 试样 １ —２出现 实测 含量 值高 于设 计加 入量值 ， 为是 由于分析 中存 在误 差所致 ． 认
高 霞 ， 郭 锋 ， 李鹏 飞 ， 许 娟
（ 蒙 古 工 业 大学 材料 科 学 与 工 程 学 院 ， 和 浩 特 ０ ０ ５ ） 内 呼 １ ０ １
摘要 ： 研究了稀土ｃ 对 Ａ ９Ｄ合金组织及力学性能的影响． ｅ Ｚ１ 实验表明， 随着加入
ｃ ｅ的 量 从 ０ ２ ． ％到 ０ ８ ． ％变 化 ， ９Ｄ 合 金 铸 态 晶 粒 逐 渐 由大 变 小 ，一 相 弥 ＡＺ １ 口Ｍｇ Ａ１ ｚ 散 分 离 ， 土 ｃ 的 这 种 细 化组 织 的 作 用 可 以 改 善 ＡＺ １ 镁 合 金 的 力 学 性 能 ． 稀 稀 ｅ ９Ｄ 但 土 添 加 量 较 高 时 ， 使 组 织 中 出 现 明 显 的 针 状 的 ｐＭｇ ＡＩ 。 而 使 镁 合 金 的 力 会 — 相 反 学 性 能 恶 化 ． 有 提 高 ＡＺ １ 镁 合 金 抗 拉 强 度 的 作 用 ， 对 延伸 率 影 响 较 小． 铈 ９Ｄ 但 当加 入Ｃ 量０８ 时性能最佳 ， 拉强度达到最大 ， １５ ｅ ． 抗 为 ８ ａ 延 伸 率 为 ４ ， 一 个较 ＭＰ ， 是 好 的 性 能 组 合．
内蒙 古 工 业 大 学 学报
第２ ９卷
第 １期
稀土元素在镁合金中的作用及其应用(1)
稀土元素在镁合金中的作用及其应用(1).txt爱情是艺术，结婚是技术，离婚是算术。
这年头女孩们都在争做小“腰”精，谁还稀罕小“腹”婆呀？高职不如高薪，高薪不如高寿，高寿不如高兴。
稀土元素在镁合金中的作用及其应用..张景怀1, 2 , 唐定骧1 , 张洪杰1 , 王立民1 , 王.. 军1 , 孟.. 健1*( 1. 中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用国家重点实验室, 吉林长春130022; 2. 中国科学院研究生院, 北京100039)摘要: 综述了稀土元素在镁合金中的主要作用和效果, 从冶金物理化学角度对稀土元素在镁合金中的作用行为进行了初步分析。
结合中国科学院长春应用化学研究所的初步研究成果介绍了含稀土镁合金Mg..Zn..RE, Mg..Al..RE, Mg..RE 等系列的性能及其应用, 展示了含稀土镁合金的优良综合性能, 特别是高强、高韧、耐热和抗蠕变性能、耐腐蚀性能, 稀土镁合金将成为研制高性能镁合金的重要方向。
关键词: 镁合金; 力学性能; 耐热性; 稀土中图分类号: TG146. 2; O614. 33.. .. 文献标识码: A.. .. 文章编号: 0258- 7076( 2008) 05- 0659- 09.. .. 镁合金是工程应用中最轻的金属结构材料,具有密度低、比强度高、比刚度高、减震性高、易加工、易回收等优点, 在航天、军工、电子通讯、交通运输等领域有着巨大的应用市场, 特别是在全球铁、铝、锌等金属资源紧缺大背景下, 镁的资源优势、价格优势、产品优势得到充分发挥, 镁合金成为一种迅速崛起的工程材料。
面临国际镁金属材料的高速发展, 我国作为镁资源生产和出口大国, 对镁合金开展深入研究和应用前期开发工作意义重大。
然而目前普通镁合金强度偏低、耐热耐蚀等性能较差仍然是制约镁合金大规模应用的瓶颈问题[ 1~ 5] 。
稀土元素由于具有独特的核外电子结构, 作为一种重要的合金化元素, 在冶金、材料领域起着独特的作用, 例如净化合金熔体、细化合金组织、提高合金力学性能和耐腐蚀性能等。
稀土元素Ce、Nd对AZ91镁合金腐蚀性能的影响及腐蚀机理研究的开题报告
稀土元素Ce、Nd对AZ91镁合金腐蚀性能的影响及腐蚀机理研究的开题报告题目：稀土元素Ce、Nd对AZ91镁合金腐蚀性能的影响及腐蚀机理研究一、选题背景AZ91镁合金具有较好的耐腐蚀性能，但其腐蚀性能仍是其应用受限的因素之一。
稀土元素是一种优良的合金化元素，可以显著改善材料的性能。
而在AZ91镁合金中加入稀土元素Ce、Nd可以在一定程度上提高其抗腐蚀性能。
因此，研究稀土元素对AZ91镁合金腐蚀性能的影响及其作用机理，对于优化AZ91镁合金的性能，推广其应用具有重要意义。
二、研究目的本研究旨在探究稀土元素Ce、Nd对AZ91镁合金腐蚀性能的影响，并进一步研究其作用机理，为优化AZ91镁合金的性能提供科学依据。
三、研究内容1. AZ91镁合金的制备与处理采用真空熔炼法将高纯度的AZ91镁合金材料制备成样品，然后采用理化处理方法优化其组织结构。
2. AZ91镁合金的腐蚀性能测试采用静态腐蚀试验方法，研究不同浓度、不同温度酸性溶液、碱性溶液、盐水等环境下AZ91镁合金的腐蚀行为及其腐蚀特征。
3. 稀土元素Ce、Nd对AZ91镁合金腐蚀性能的影响选取不同含量的稀土元素Ce、Nd对AZ91镁合金进行改性，研究其在不同腐蚀环境下的耐腐蚀性能，并分析其影响机理。
4. 腐蚀机理研究基于腐蚀试验结果，采用材料表面分析技术、电化学测试方法等手段，探究不同腐蚀环境下AZ91镁合金腐蚀机理，以及稀土元素Ce、Nd 对腐蚀机理的影响。
四、研究意义本研究对于提高AZ91镁合金的耐腐蚀性能，优化其应用具有一定的理论和实践意义。
同时，本研究对于研究基于稀土元素Ce、Nd的镁合金材料的性能提升，提高其应用范围，具有一定的推广价值。
稀土元素对AZ91D压铸镁合金高周疲劳性能的影响
1 试验材料及方法
1 1 试验材料及试样制备 试 验 用材 料为 第 一汽 车 集团 铸 造公 司 生产 的 AZ91D 及添加稀土的压铸镁合金 , 3 种试验合金的成 分如 表 1 所 示。其 中 主 要 稀 土 成 分 为 55w % t Ce 20w % t L a 5w % t Pr 。 拉伸试验采用单肩圆截面比例试样 , 其尺寸如图 1a 所示。疲劳试样的尺寸如图 1b 所示 , 标距长度为 20mm, 标距直径为 6mm, 总长度为 90mm, 沿试样的轴 向用 1200 号的 SiC 砂纸细磨 , 以排除试样表面加工缺
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2 试验结果与分析
2 1 显微组织观察与分析 图 2 为不同成分压铸镁合金的显微组织和相应的 X 射线衍射分析结果。由图 2a可见, 合金的组织是由 尺寸较大的块状白色基体相和不连续网状分布的灰色
图 1 拉伸 试样尺寸 ( a) 和高周疲劳试 样尺寸 ( b) F ig . 1 T he size o f tens ile sa m ple ( a) and h igh cyc le fatigue sa mp le( b)
。疲劳破坏是机械
结构最常见的失效形式之一, 汽车中许多结构件也常
作者简介 : 杨 友 ( 1972 08 ) 男 , 吉林永吉人 , 副教授 , 主要从 事汽车材料与金属材 料表面改性方面的研究工作 , 发表论文 10 余篇。联系 电 话 : 0431 6644772 com E m a i: l yangyou_0825@ 163.
稀土元素对 AZ91D 压铸镁合金高周疲劳性能的影响
杨 友 , 刘勇兵 , 杨晓红 , 陈
1, 2 2 2
华
2
( 1 长春工业大学 材料科学与工程学院, 吉林 长春