ከፍተኛ-መጨረሻ 7xxx ተከታታይ የተበላሹ አሉሚኒየም alloys ውስጥ ብርቅዬ የምድር ንጥረ ነገሮች ሚና

ብርቅዬ የምድር ኤለመንቶች (REEs) ወደ 7xxx፣ 5xxx እና 2xxx ተከታታይ የአሉሚኒየም ውህዶች መጨመር ላይ ሰፊ ምርምር ተካሂዷል፣ ይህም ጉልህ ተፅዕኖዎችን ያሳያል። በተለይም 7xxx ተከታታይ የአልሙኒየም ውህዶች፣ በርካታ ቅይጥ ንጥረ ነገሮችን የያዙ፣ ብዙውን ጊዜ በማቅለጥ እና በመጣል ወቅት ከፍተኛ መለያየት ያጋጥማቸዋል፣ ይህም ከፍተኛ መጠን ያለው eutectic ደረጃዎች እንዲፈጠሩ ያደርጋል። ይህ ጥንካሬን እና የዝገት መቋቋምን ይቀንሳል, የአጠቃላይ ቅይጥ አፈፃፀምን ይጎዳል. ብርቅዬ የምድር ንጥረ ነገሮች በከፍተኛ ቅይጥ የአሉሚኒየም ውህዶች ውስጥ መቀላቀል እህልን በማጣራት፣ መለያየትን ለመግታት እና ማትሪክስን በማፅዳት ጥቃቅን መዋቅርን እና አጠቃላይ ባህሪያትን ያሻሽላል።

በቅርብ ጊዜ, አንድ ዓይነት የሱፐርፕላስቲክ እህል ማጣሪያ ትኩረት አግኝቷል. እነዚህ ማጣሪያዎች የእህል እና የከርሰ ምድር ድንበሮችን መዳከም ለማሻሻል እንደ ላ እና ሲ ያሉ ብርቅዬ የምድር ንጥረ ነገሮችን ይጠቀማሉ። ይህ ጥራጥሬን ከማጣራት በተጨማሪ አንድ ወጥ የሆነ የዝናብ ስርጭትን ያበረታታል፣ ሪክሪስታላይዜሽንን ያስወግዳል እና ቅይጥ ductilityን በእጅጉ ያሻሽላል፣ በመጨረሻም በ extrusion ሂደቶች ውስጥ ምርታማነትን ይጨምራል።

በ7xxx ተከታታይ የአሉሚኒየም alloys፣ ብርቅዬ የምድር ንጥረ ነገሮች በአጠቃላይ በሶስት መንገዶች ይታከላሉ፡

1.Rare የምድር ንጥረ ነገሮች ብቻ;

Zr እና ብርቅዬ ምድር ንጥረ ነገሮች መካከል 2.Combination;

3.የZr፣ Cr እና ብርቅዬ የምድር ንጥረ ነገሮች ጥምረት።

የብርቅዬ የምድር ንጥረ ነገሮች አጠቃላይ ይዘት በ0.1-0.5 wt% ውስጥ ቁጥጥር ይደረግበታል።

ብርቅዬ የምድር ንጥረ ነገሮች ዘዴዎች

እንደ ላ፣ ሴ፣ ኤስሲ፣ ኤር፣ ጂዲ እና ዋይ ያሉ ብርቅዬ የምድር ንጥረ ነገሮች በብዙ ስልቶች ለአሉሚኒየም ውህዶች አስተዋፅዖ ያደርጋሉ፡

የእህል ማጣራት፡- ብርቅዬ የምድር ንጥረ ነገሮች በወጥነት የተከፋፈሉ ዝናቦች ይመሰርታሉ፣ እንደ የተለያዩ የኑክሌር ቦታዎች ሆነው ያገለግላሉ፣ የዴንድሪቲክ አወቃቀሮችን ወደ ሚዛናዊ ጥቃቅን እህሎች ይለውጣሉ፣ ይህም ጥንካሬን እና ductilityን ያሻሽላል።

መለያየትን ማፈን፡ በሚቀልጥበት እና በሚጠናከሩበት ጊዜ ብርቅዬ የምድር ንጥረ ነገሮች የበለጠ ወጥ የሆነ የንጥረ ነገር ስርጭትን ያበረታታሉ፣ eutectic ምስረታ ይቀንሳል እና የማትሪክስ እፍጋትን ይጨምራሉ።

ማትሪክስ ማጥራት፡ Y፣ La እና Ce በሟሟ (ኦ፣ ኤች፣ ኤን፣ ኤስ) ውስጥ ካሉ ቆሻሻዎች ጋር ምላሽ ሊሰጡ ይችላሉ፣ የተረጋጋ ውህዶችን ይፈጥራሉ፣ የጋዝ ይዘትን እና ማካተትን ይቀንሳል፣ ይህም የቅይጥ ጥራትን ይጨምራል።

የድጋሚ ክሪስታላይዜሽን ባህሪን ማሻሻል፡- አንዳንድ ብርቅዬ የምድር ንጥረ ነገሮች እህል እና የከርሰ ምድር ድንበሮችን ይሰኩ፣ ይህም የመፈናቀል እንቅስቃሴን እና የእህል ወሰን ፍልሰትን ይከለክላል። ይህ እንደገና ክሪስታላይዜሽን እንዲዘገይ ያደርጋል እና በሙቀት ሂደት ወቅት ጥሩ የከርሰ ምድር አወቃቀሮችን ይጠብቃል፣ ይህም ሁለቱንም ጥንካሬ እና የዝገት መቋቋምን ያሻሽላል።

ቁልፍ ብርቅዬ የምድር ንጥረ ነገሮች እና ውጤቶቻቸው

ስካንዲየም (ኤስ.ሲ.)

ኤስ.ሲ (ኤስ.ሲ.) በጣም አነስተኛው የአቶሚክ ራዲየስ ከላቁ የምድር ንጥረ ነገሮች መካከል ያለው እና እንዲሁም የሽግግር ብረት ነው። የተበላሹ የአሉሚኒየም ቅይጥ ባህሪያትን ለማሻሻል በጣም ውጤታማ ነው.

በአሉሚኒየም alloys ውስጥ፣ Sc እንደ ወጥነት ያለው Al₃Sc ይዘንባል፣ የዳግም ክሪስታላይዜሽን ሙቀትን ይጨምራል እና የእህል መቆራረጥን ያስወግዳል።

ከZr ጋር ሲዋሃድ ከፍተኛ ሙቀት ያለው የተረጋጋ የ Al₃(Sc,Zr) ቅንጣቶች ይፈጠራሉ፣ ይህም እኩል የሆነ ጥሩ እህል የሚያስተዋውቅ እና የመንቀሳቀስ እንቅስቃሴን እና የእህል ወሰን ፍልሰትን ይከለክላል። ይህ ጥንካሬን, ድካም መቋቋም እና የጭንቀት-ዝገት አፈፃፀምን ያሻሽላል.

ከመጠን በላይ የሆነ ስክሪፕት ወደ አል₃(Sc,Zr) ቅንጣቶች ሊመራ ይችላል፣ ይህም የድጋሚ ክሪስታላይዜሽን ችሎታን፣ ጥንካሬን እና ductilityን ይቀንሳል።

ኤርቢየም (ኤር)

ኤር ከ Sc ጋር ተመሳሳይ ነው የሚሰራው ግን የበለጠ ወጪ ቆጣቢ ነው።

በ 7xxx ተከታታይ ውህዶች ውስጥ፣ ተገቢ የሆኑ የኤር ተጨማሪዎች እህልን ያጣራሉ፣ የመፈናቀል እንቅስቃሴን እና የእህል ወሰን ፍልሰትን ይከለክላሉ፣ ሪክሪስታላይዜሽንን ይገፋሉ እና ጥንካሬን ያጠናክራሉ።

ከZr ጋር በጋራ ሲታከሉ፣ Al₃(Er,Zr) ቅንጣቶች ይመሰርታሉ፣ ይህም ከአል₃ኤር ብቻ የበለጠ በሙቀት የተረጋጉ፣ ይህም የተሻለ የሪክሬስታላይዜሽን መጨናነቅን ይሰጣል።

ከመጠን በላይ የሆነ ኤር የ Al₈Cu₄er ደረጃዎችን ሊያመጣ ይችላል፣ ይህም ሁለቱንም ጥንካሬ እና ductility ይቀንሳል።

ጋዶሊኒየም (ጂዲ)

መጠነኛ የጂዲ ተጨማሪዎች እህልን ያጣራሉ፣ ጥንካሬን እና የመተጣጠፍ ችሎታን ይጨምራሉ፣ እና በማትሪክስ ውስጥ የZn፣ Mg እና Cu መሟሟትን ያሳድጋል።

የተገኘው የ Al₃(Gd፣Zr) ምዕራፍ መፈናቀልን እና የከርሰ ምድር ድንበሮችን ያገናኛል፣ recrystallizationን ያፍናል። በጥራጥሬዎች ላይ ንቁ ፊልም ይሠራል, የእህል እድገትን የበለጠ ይገድባል.

ከመጠን በላይ የሆነ Gd እህል መፈልፈሉን እና የሜካኒካዊ ባህሪያትን ሊያበላሽ ይችላል.

ላንታኑም (ላ)፣ ሴሪየም (ሴ) እና ያትሪየም (ዋይ)

ላ እህልን ያጠራዋል፣ የኦክስጂን ይዘትን ይቀንሳል፣ እና እድገትን ለመግታት በእህል ወለል ላይ ንቁ ፊልም ይፈጥራል።

ላ እና ሴ የጂፒ ዞን እና η′ ደረጃ ዝናብን ያበረታታሉ፣ የማትሪክስ ጥንካሬን እና የዝገትን መቋቋምን ያሻሽላሉ።

Y ማትሪክስን ያጸዳል፣ ዋና ዋና ቅይጥ ንጥረ ነገሮችን ወደ ጠንካራው መፍትሄ እንዳይበታተኑ እንቅፋት ይፈጥራል፣ ኒውክሌሽንን ያበረታታል፣ እና በእህል ድንበሮች እና የውስጥ ክፍሎች መካከል ሊኖሩ የሚችሉ ልዩነቶችን ይቀንሳል፣ የዝገት መቋቋምን ይጨምራል።

ከመጠን በላይ ላ፣ ሴ ወይም ዋይ ወደ ጥቅጥቅ ያሉ ውህዶች ሊያመራ ይችላል፣ ይህም የቧንቧ እና ጥንካሬን ይቀንሳል።

በአሉሚኒየም ውስጥ ያሉ ዋና ዋና ያልተለመዱ የምድር ንጥረ ነገሮች ባህሪዎች እና ባህሪያቸው