7xxx, 5xxx жана 2xxx сериясындагы алюминий эритмелерине сейрек кездешүүчү элементтерди (РЭ) кошуу боюнча кеңири изилдөөлөр жүргүзүлүп, көрүнүктүү эффекттерди көрсөткөн. Атап айтканда, бир нече эритүүчү элементтерди камтыган 7xxx сериясындагы алюминий эритмелери көбүнчө эрүү жана куюу учурунда катуу сегрегацияга дуушар болушат, бул эвтектикалык фазалардын олуттуу өлчөмдө пайда болушуна алып келет. Бул эритменин жалпы иштешин начарлатып, катуулугун жана коррозияга туруктуулугун азайтат. Сейрек кездешүүчү элементтердин жогорку легирленген алюминий эритмелерине кошулушу дандарды тазалоого, сегрегацияны токтотууга жана матрицаны тазалоого, ошону менен микроструктураны жана жалпы касиеттерди жакшыртат.
Жакында суперпластикалык дан тазалоочу бир түрү көңүл бура баштады. Бул аффинаждоочулар дан жана субдан чектерин начарлатууну күчөтүү үчүн La жана Ce сыяктуу сейрек кездешүүчү элементтерди колдонушат. Бул данды тазалап гана койбостон, чөкмөлөрдүн бирдей дисперсиясына көмөктөшөт, кайра кристаллдашууну басат жана эритмелердин ийкемдүүлүгүн олуттуу жакшыртат, акыры экструзия процесстеринде өндүрүмдүүлүктү жогорулатат.
7xxx сериясындагы алюминий эритмелеринде сейрек кездешүүчү элементтер жалпысынан үч жол менен кошулат:
1.Жалгыз сейрек кездешүүчү элементтер;
2. Zr жана сейрек кездешүүчү элементтердин айкалышы;
3. Zr, Cr жана сейрек кездешүүчү элементтердин айкалышы.
Сейрек кездешүүчү элементтердин жалпы мазмуну адатта 0,1-0,5 wt% чегинде көзөмөлдөнөт.
Сейрек кездешүүчү жер элементтеринин механизмдери
La, Ce, Sc, Er, Gd жана Y сыяктуу сейрек кездешүүчү элементтер алюминий эритмелерине бир нече механизмдер аркылуу салым кошот:
Данды тазалоо: Сейрек кездешүүчү элементтер бир тектүү бөлүштүрүлгөн чөкмөлөрдү пайда кылат, алар гетерогендүү ядролук участоктордун ролун аткарышат, дендриттик структураларды бирдей өңдүү майда бүртүкчөлөргө айландырышат, бул күчтү жана ийкемдүүлүктү жакшыртат.
Сегрегацияны басуу: Эрүү жана катуулануу учурунда сейрек кездешүүчү элементтер элементтердин бир калыпта бөлүштүрүлүшүнө көмөктөшөт, эвтектикалык түзүлүштү азайтат жана матрицанын тыгыздыгын жогорулатат.
Матрицаны тазалоо: Y, La жана Ce эритмедеги аралашмалар менен реакцияга кирип (O, H, N, S) туруктуу кошулмаларды түзүшү мүмкүн, газдын курамын жана кошулмаларын төмөндөтүп, эритмелердин сапатын жогорулатат.
Кайра кристаллдашуу жүрүм-турумунун модификациясы: Кээ бир сейрек кездешүүчү элементтер дандын жана астыңкы чек араларды кадап, дислокация кыймылын жана дан чек арасынын миграциясын токтото алат. Бул кайра кристаллизацияны кечеңдетет жана термикалык иштетүү учурунда майда астыңкы структураларды сактап, күчтү да, коррозияга туруктуулукту да жакшыртат.
Негизги сейрек кездешүүчү жер элементтери жана алардын таасири
Скандий (Sc)
Sc сейрек кездешүүчү элементтердин арасында эң кичине атомдук радиуска ээ жана ошондой эле өткөөл металл болуп саналат. Ал деформацияланган алюминий эритмелеринин касиеттерин жогорулатууда абдан эффективдүү.
Алюминий эритмелеринде Sc когеренттүү Al₃Sc түрүндө чөктүрөт, кайра кристаллдашуу температурасын жогорулатат жана дандын ириңдигин басат.
Zr менен бириккенде, жогорку температурадагы туруктуу Al₃(Sc,Zr) бөлүкчөлөрү түзүлүп, тең огу бар майда бүртүкчөлөрдүн пайда болушуна көмөктөшөт жана дислокация кыймылына жана дандын чек ара миграциясына тоскоол болот. Бул күч-кубат, чарчоо каршылык жана стресс-коррозия аткарууну жакшыртат.
Ашыкча Sc ири Al₃(Sc,Zr) бөлүкчөлөрүнө алып келиши мүмкүн, кайра кристаллдашуу жөндөмдүүлүгүн, күчүн жана ийкемдүүлүгүн азайтат.
Эрбиум (Эр)
Er Scге окшош иштейт, бирок үнөмдүү.
7xxx сериясындагы эритмелерде тиешелүү Er кошумчалары дандарды тазалайт, дислокация кыймылын жана дан чек арасынын миграциясын токтотот, кайра кристаллизацияны басат жана күчтү күчөтөт.
Zr менен бирге кошулганда Al₃(Er,Zr) бөлүкчөлөрү пайда болот, алар жалгыз Al₃Erге караганда термикалык жактан туруктуураак болуп, кайра кристаллдашуу жакшыраак басылуусун камсыз кылат.
Ашыкча Er күчтүү жана ийкемдүүлүктү азайтып, Al₈Cu₄Er фазаларын пайда кылышы мүмкүн.
Гадолиний (Gd)
Орточо Gd кошумчалары бүртүкчөлөрдү тазалайт, бекемдикти жана ийкемдүүлүктү жогорулатат жана матрицада Zn, Mg жана Cu эригичтигин жогорулатат.
Натыйжадагы Al₃(Gd,Zr) фазасы дислокацияларды жана астыңкы чектерди бекитип, кайра кристаллдашууну басат. Дандын бетинде активдүү пленка да пайда болуп, дандын өсүшүн андан ары чектейт.
Ашыкча Gd дандын ириңдеп кетишине жана механикалык касиеттеринин начарлашына алып келиши мүмкүн.
Лантан (La), церий (Це) жана иттрий (Y)
La дандарды тазалайт, кычкылтектин курамын азайтат жана өсүүнү токтотуу үчүн дан бетинде активдүү пленка пайда кылат.
La жана Ce GP зонасын жана η′ фазалык жаан-чачынды көмөктөшөт, матрицанын күчүн жана коррозияга туруктуулугун жакшыртат.
Y матрицаны тазалайт, негизги эритүүчү элементтердин катуу эритмеге эришине тоскоол болот, нуклеацияга өбөлгө түзөт жана дан чек аралары менен ички бөлүктөрдүн ортосундагы потенциалдуу айырмачылыктарды азайтып, коррозияга туруктуулукту жогорулатат.
Ашыкча La, Ce же Y ийкемдүүлүктү жана күчтү төмөндөтүүчү одоно блоктуу кошулмаларга алып келиши мүмкүн.
Негизги сейрек кездешүүчү элементтердин касиеттери жана алардын алюминийдеги мүнөздөмөлөрү
Посттун убактысы: 21-август-2025
