God dybdegående artikel, kender du til virkningerne af sjældne jordarter på kobber og kobberlegeringer?
1. Sjælden jordart kobber
Kobber og kobberlegeringer har en række specielle egenskaber såsom fremragende elektrisk og termisk ledningsevne, god korrosionsbestandighed, ikke-magnetisme og anti-korrosion over for mikroorganismer og alger i vand, nem plastbearbejdning og god svejsbarhed, og er nemme at støbe. Det er blevet et vigtigt materiale i moderne industri og er meget udbredt i elektronik, elektromekanik, luftfart, rumfart og andre sektorer.
Sjældne jordarters grundstoffer har typiske metalliske egenskaber og er ekstremt aktive i kemiske egenskaber. De kan interagere med næsten alle elementer undtagen inerte gasser. De er "mononatriumglutamat" i den metallurgiske industri.
Anvendelsen af sjældne jordarter i kobber og kobberlegeringer har tiltrukket sig bred opmærksomhed fra videnskabelige og teknologiske arbejdere i forskellige lande i 1950'erne, og er nu blevet et forskningshotspot. mit land begyndte forskning i anvendelsen af sjældne jordarter i kobber og kobberlegeringer allerede i 1960'erne. Forskning på det tidspunkt fokuserede mere på at forbedre varme og kolde bearbejdningsegenskaber, korrosionsbestandighed og slidstyrke af kobber og kobberlegeringer, og opnåede nogle resultater af praktisk værdi er opnået, men disse undersøgelser er gået langsomt frem, og der er ikke mange udviklings- og anvendelsesområder.
2. Virkning af sjældne jordarter på strukturen af kobber og kobberlegeringer
01 Rens væv
Der er to hovedmåder at rense kobber- og kobberlegeringsstrukturer med sjældne jordarter:
(1) Sjældne jordarter har en stærk affinitet med oxygen og svovl og danner sjældne jordarters forbindelser med højere smeltepunkter, stærk termisk stabilitet og lille specifik vægtfylde, hvorved virkningerne af afsvovling og deoxygenering opnås; sjældne jordarters grundstoffer kan nemt reagere med atomart brint. Det virker til at generere RH2- eller RH3-type stabilt hydrid (R repræsenterer sjældent jordmetal). Disse hydrider er opløst i kobberlegeringen i form af fast opløsning, hvorved de skadelige virkninger af brint elimineres.
(2) Sjældne jordarter og Pb, Bi og andre grundstoffer genererer højtsmeltende intermetalliske forbindelser med et højere smeltepunkt end kobber. Derfor kan de under kobbersmelte- og støbeprocessen forblive i fast tilstand og elimineres fra den flydende metalkobberlegering sammen med slaggen for at opnå fjernelse af Pb, formålet med Bi.
image.png
02 Forfin organisationen
Indflydelsen af sjældne jordarter på mikrostrukturen af kobber og kobberlegeringer afspejles hovedsageligt i forfining af korn, reduktion eller eliminering af søjleformede krystaller og udvidelse af ligeaksede kornområder.
Der er tre hovedsynspunkter på mekanismen for sjældne jordarters raffinering af strukturen af kobber og kobberlegeringer:
(1) Dann nye krystalkerner og hæmmer kornvækst.
(2) Mikrokrystallisation.
(3) Legeringseffekt.
image.png
03 Sjældne jordarters indflydelse på inklusionsstruktur
Indflydelsen af sjældne jordarter på strukturen af indeslutninger er hovedsageligt at ændre formen og fordelingen af urenheder. Dens vigtigste manifestationer omfatter følgende fire typer:
(1) Reducer eller eliminer dendritter og søjleformede krystaller i legeringsstrukturen.
(2) Sørg for, at visse urenheder i legeringen optræder i form af strimler, plader eller endda blokke, hvilket forbedrer eller forbedrer de mekaniske og forarbejdningsegenskaber af kobber og dets legeringer.
(3) Omfordeling af visse skadelige urenheder i legeringen på metallets mikroskopiske volumen eller påvirkning af makrosegregeringen af visse urenheder, hvilket fører til forbedring af forskellige egenskaber.
(4) Sjældne jordholdige forbindelser adsorberes på korngrænserne af metaller eller legeringer, hvilket reducerer antallet af skadelige urenheder med lavt smeltepunkt på legeringskorngrænserne, hvilket svækker legeringens skørhed ved høj temperatur.
image.png
3. Virkning af sjældne jordarter på egenskaberne af kobber og kobberlegeringer
01 Indflydelse på behandlingsydelse
Tilføjelse af en passende mængde sjældne jordarters metaller til kobberlegeringer kan forbedre støbeegenskaberne af kobber og kobberlegeringer. For forskellige typer kobberlegeringer kan fluiditeten øges med 30 % til 40 % efter tilsætning af sjældne jordarter.
Tilføjelse af {{0}},01 % til 0,03 % blandede sjældne jordarter kan markant øge højtemperaturforlængelsen af deformeret blymessing, forbedre varmbehandlingsydelsen og reducere eller eliminere varmvalsende revner. Fjernelsen af urenheder med sjældne jordarters grundstoffer øger styrken af korngrænser og reducerer antallet af skørhedsfaser, hvorved højtemperaturen σb og δ af kobberlegeringer øges. Tilføjelse af sjældne jordarter kan reducere restspændingsværdien, og sjældne jordarter kan forbedre materialets kolde deformationsevne inden for et bestemt deformationsområde (<14%).
02 Indflydelse på slidstyrke
Sjældne jordarter og kobberelementer kan danne intermetalliske forbindelser med højere hårdhed og jævn fordeling. Disse forbindelser bliver modstand mod dislokationsbevægelse; og sjældne jordarter kan effektivt forbedre eksistensformen og fordelingen af indeslutninger, reducere muligheden for svækkelse af korngrænser og reducere Reducerer risikoen for revner langs korngrænser, når de udsættes for belastning, og dermed forbedre slidstyrken.
Støbt messing indeholdende sjældne jordarter har høj hårdhed, god plasticitet og sejhed, hvilket kan forkorte indkøringsstadiet og forlænge det stabile slidstadium og derved reducere slid og forlænge arbejdsemnets levetid. Tilføjelse af Ce og B til aluminiumsbronze med højt manganindhold kan reducere tør friktion og slid med omkring 20 % og smørefriktion og slid med omkring 50 %.
03Effekter på mekaniske egenskaber og elektrisk ledningsevne
Sjældne jordarters indflydelse på kobbers og kobberlegeringers mekaniske egenskaber afspejles hovedsageligt i hårdhed, styrke, plasticitet osv. Når indholdet af sjældne jordarter i rent kobber er {{0}},1 % til {{ 4}},2%, styrken øges meget, og når den er højere end 0,2%, øges styrken langsomt.
Mekanismen for indflydelsen af sjældne jordarter på ledningsevnen af kobber og kobberlegeringer anses generelt for at være: på den ene side raffinerer raffineringseffekten af sjældne jordarter kobberkorn, øger korngrænser og øger sandsynligheden for elektrisk spredning, hvilket resulterer i i en stigning i resistivitet og et fald i ledningsevne. På den anden side reducerer rensningseffekten af sjældne jordarter urenheder i kobber, svækker gitterforvrængning, reducerer sandsynligheden for elektronspredning og forbedrer ledningsevnen.
image.png
4. Konklusion
Sjældne jordarter kan rense strukturen, forfine strukturen og ændre fordelingen af indeslutninger i kobber og kobberlegeringer og derved forbedre deres forarbejdningsydelse, korrosions- og slidstyrke, mekaniske egenskaber og elektrisk ledningsevne. Derfor kan sjældne jordarter forbedre kobber og kobberlegeringer. præstation har skabt flere forventninger.
Selvom mange sjældne jordarters kobber- og kobberlegeringsmaterialer med industriel betydning og praktisk værdi er blevet udviklet med succes, har flere kobber- og kobberlegeringer endnu ikke brugt sjældne jordarter, så der skal udvikles mere sjældne jordarters kobber og kobberlegeringer. Nye legeringsmaterialer muliggør en bredere vifte af anvendelser af sjældne jordarter i kobber og kobberlegeringer, hvilket muliggør industriel produktion. Typerne af sjældne jordarters additiver eller masterlegeringsprodukter skal serialiseres mere, og parametre som tilføjelsesmetoder og procesbetingelser skal være mere perfekte.
På nuværende tidspunkt er mange undersøgelser stadig på forsøgsstadiet. Mekanismen, indflydelsesreglerne, nøgleprocesteknologierne og andre spørgsmål om sjældne jordarters evne til at forbedre egenskaberne af kobber og kobberlegeringer skal stadig undersøges yderligere. For at udnytte fordelene ved mit lands sjældne jordarters ressourcer fuldt ud, er det nødvendigt at styrke anvendelsesforskningen og den grundlæggende teoretiske forskning af sjældne jordarter i kobber og kobberlegeringer for at fremme udviklingen af sjældne jordarters anvendelsesteknologi og udvide anvendelsesområdet for sjældne jordarter.
