ການຄົ້ນຄວ້າຢ່າງກວ້າງຂວາງໄດ້ຖືກດໍາເນີນການກ່ຽວກັບການເພີ່ມອົງປະກອບຂອງແຜ່ນດິນໂລກທີ່ຫາຍາກ (REEs) ກັບ 7xxx, 5xxx, ແລະ 2xxx series ໂລຫະປະສົມອາລູມິນຽມ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນຜົນກະທົບທີ່ຫນ້າສັງເກດ. ໂດຍສະເພາະ, ໂລຫະປະສົມອາລູມິນຽມ 7xxx ຊຸດ, ເຊິ່ງປະກອບດ້ວຍອົງປະກອບໂລຫະປະສົມຫຼາຍ, ມັກຈະປະສົບກັບການແຍກຕົວຢ່າງຮ້າຍແຮງໃນລະຫວ່າງການລະລາຍແລະການຫລໍ່, ນໍາໄປສູ່ການສ້າງຕັ້ງຂອງໄລຍະ eutectic ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ນີ້ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເຄັ່ງຄັດແລະການຕໍ່ຕ້ານ corrosion, compromising ປະສິດທິພາບໂດຍລວມຂອງໂລຫະປະສົມ. ການລວມເອົາອົງປະກອບຂອງແຜ່ນດິນໂລກທີ່ຫາຍາກເຂົ້າໄປໃນໂລຫະປະສົມອາລູມິນຽມທີ່ມີໂລຫະປະສົມສູງສາມາດປັບປຸງເມັດພືດ, ສະກັດກັ້ນການແບ່ງແຍກ, ແລະຊໍາລະ matrix, ດັ່ງນັ້ນການປັບປຸງຈຸລິນຊີແລະຄຸນສົມບັດໂດຍລວມ.
ບໍ່ດົນມານີ້, ປະເພດຂອງເຄື່ອງກັ່ນເມັດພືດ superplastic ໄດ້ຮັບຄວາມສົນໃຈ. ໂຮງງານກັ່ນກອງເຫຼົ່ານີ້ຂຸດຄົ້ນອົງປະກອບຂອງແຜ່ນດິນໂລກທີ່ຫາຍາກເຊັ່ນ La ແລະ Ce ເພື່ອເພີ່ມຄວາມອ່ອນແອຂອງເມັດພືດແລະເມັດຍ່ອຍ. ນີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ປັບປຸງເມັດພືດ, ແຕ່ຍັງສົ່ງເສີມການກະແຈກກະຈາຍເປັນເອກະພາບຂອງ precipitates, ສະກັດກັ້ນ recrystallization, ແລະຢ່າງຫຼວງຫຼາຍປັບປຸງ ductility ຂອງໂລຫະປະສົມ, ໃນທີ່ສຸດການເພີ່ມຜົນຜະລິດໃນຂະບວນການ extrusion.
ໃນໂລຫະປະສົມອາລູມິນຽມຊຸດ 7xxx, ອົງປະກອບຂອງແຜ່ນດິນໂລກທີ່ຫາຍາກໄດ້ຖືກເພີ່ມໂດຍທົ່ວໄປໃນສາມວິທີ:
1.Rare earth ອົງປະກອບດຽວ;
2.Combination ຂອງ Zr ແລະອົງປະກອບຂອງໂລກຫາຍາກ;
3.ການລວມຕົວຂອງ Zr, Cr, ແລະອົງປະກອບຂອງແຜ່ນດິນໂລກທີ່ຫາຍາກ.
ເນື້ອໃນທັງຫມົດຂອງອົງປະກອບທີ່ຫາຍາກແມ່ນປົກກະຕິແລ້ວການຄວບຄຸມພາຍໃນ 0.1–0.5 wt%.
ກົນໄກຂອງອົງປະກອບໂລກທີ່ຫາຍາກ
ອົງປະກອບຂອງແຜ່ນດິນໂລກທີ່ຫາຍາກເຊັ່ນ La, Ce, Sc, Er, Gd, ແລະ Y ປະກອບສ່ວນເຂົ້າໃນໂລຫະປະສົມອາລູມິນຽມໂດຍຜ່ານກົນໄກຫຼາຍ:
ການປັບປຸງເມັດພືດ: ອົງປະກອບຂອງແຜ່ນດິນໂລກທີ່ຫາຍາກປະກອບເປັນ precipitates ແຈກຢາຍຢ່າງເປັນເອກະພາບທີ່ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນສະຖານທີ່ nucleation ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ປ່ຽນໂຄງສ້າງ dendritic ເຂົ້າໄປໃນເມັດພືດທີ່ລະອຽດອ່ອນ, ເຊິ່ງຊ່ວຍປັບປຸງຄວາມເຂັ້ມແຂງແລະ ductility.
ການສະກັດກັ້ນການແບ່ງແຍກ: ໃນລະຫວ່າງການລະລາຍແລະການແຂງຕົວ, ອົງປະກອບຂອງແຜ່ນດິນໂລກທີ່ຫາຍາກສົ່ງເສີມການແຜ່ກະຈາຍອົງປະກອບທີ່ເປັນເອກະພາບຫຼາຍ, ຫຼຸດຜ່ອນການສ້າງ eutectic, ແລະເພີ່ມຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ matrix.
Matrix purification: Y, La, ແລະ Ce ສາມາດ react ກັບ impurities ໃນ melt ໄດ້ (O, H, N, S) ປະກອບເປັນທາດປະສົມທີ່ຫມັ້ນຄົງ, ຫຼຸດລົງປະລິມານອາຍແກັສແລະການລວມເຂົ້າ, ເຊິ່ງເສີມຂະຫຍາຍຄຸນນະພາບໂລຫະປະສົມ.
ການປ່ຽນແປງພຶດຕິກຳ recrystallization: ອົງປະກອບຂອງແຜ່ນດິນໂລກທີ່ຫາຍາກບາງຊະນິດສາມາດປັກເມັດເມັດພືດ ແລະເມັດຍ່ອຍໄດ້, ຍັບຍັ້ງການເຄື່ອນທີ່ເຄື່ອນທີ່ ແລະການເຄື່ອນຍ້າຍຂອງເມັດພືດ. ນີ້ຊັກຊ້າການ recrystallization ແລະຮັກສາໂຄງສ້າງ subgrain ທີ່ດີໃນລະຫວ່າງການປະມວນຜົນຄວາມຮ້ອນ, ປັບປຸງທັງຄວາມເຂັ້ມແຂງແລະການຕໍ່ຕ້ານ corrosion.
ອົງປະກອບຂອງໂລກທີ່ຫາຍາກທີ່ສໍາຄັນແລະຜົນກະທົບຂອງພວກເຂົາ
Scandium (Sc)
Sc ມີລັດສະໝີຂອງປະລໍາມະນູທີ່ນ້ອຍທີ່ສຸດໃນບັນດາອົງປະກອບຂອງແຜ່ນດິນໂລກທີ່ຫາຍາກ ແລະຍັງເປັນໂລຫະການປ່ຽນແປງ. ມັນມີປະສິດທິພາບສູງໃນການເພີ່ມຄຸນສົມບັດຂອງໂລຫະປະສົມອາລູມິນຽມທີ່ຜິດປົກກະຕິ.
ໃນໂລຫະປະສົມອາລູມິນຽມ, Sc precipitates ເປັນ Al₃Sc ທີ່ສອດຄ່ອງກັນ, ເພີ່ມອຸນຫະພູມ recrystallization ແລະສະກັດກັ້ນການຫຍາບເມັດພືດ.
ເມື່ອລວມເຂົ້າກັບ Zr, ອະນຸພາກ Al₃(Sc,Zr) ທີ່ມີຄວາມຄົງທີ່ໃນອຸນຫະພູມສູງ, ສົ່ງເສີມເມັດພືດທີ່ລະອຽດອ່ອນ equiaxed ແລະຂັດຂວາງການເຄື່ອນໄຫວ dislocation ແລະການເຄື່ອນຍ້າຍເມັດພືດ. ນີ້ປັບປຸງຄວາມເຂັ້ມແຂງ, ຄວາມຕ້ານທານຄວາມເມື່ອຍລ້າ, ແລະການປະຕິບັດການກັດກ່ອນຄວາມກົດດັນ.
Sc ຫຼາຍເກີນໄປອາດຈະນໍາໄປສູ່ການຫຍາບຂອງອະນຸພາກ Al₃(Sc, Zr), ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສາມາດ recrystallization, ຄວາມເຂັ້ມແຂງ, ແລະການ ductility.
Erbium (Er)
Er ປະຕິບັດຄ້າຍຄືກັນກັບ Sc ແຕ່ມີລາຄາຖືກກວ່າ.
ໃນ 7xxx ຊຸດໂລຫະປະສົມ, Er ທີ່ເຫມາະສົມເພີ່ມການປັບສົມພືດ, ຍັບຍັ້ງການເຄື່ອນໄຫວ dislocation ແລະການເຄື່ອນຍ້າຍເມັດພືດ, ສະກັດກັ້ນ recrystallization, ແລະເສີມຂະຫຍາຍຄວາມເຂັ້ມແຂງ.
ເມື່ອລວມເຂົ້າກັນກັບອະນຸພາກ Zr, Al₃(Er,Zr) ປະກອບເປັນອະນຸພາກທີ່ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງດ້ານຄວາມຮ້ອນຫຼາຍກ່ວາ Al₃Er ຢ່າງດຽວ, ສະຫນອງການສະກັດກັ້ນ recrystallization ທີ່ດີກວ່າ.
Er ຫຼາຍເກີນໄປອາດຈະຜະລິດໄລຍະ Al₈Cu₄Er, ຫຼຸດຜ່ອນທັງຄວາມເຂັ້ມແຂງແລະຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ.
Gadolinium (Gd)
ປານກາງ Gd ຕື່ມເມັດພືດທີ່ຫລອມໂລຫະ, ເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມແຂງແລະ ductility, ແລະເສີມຂະຫຍາຍການລະລາຍຂອງ Zn, Mg, ແລະ Cu ໃນມາຕຣິກເບື້ອງ.
ຜົນທີ່ໄດ້ຮັບ Al₃(Gd,Zr) phase pins dislocations ແລະ subgrain boundaries, suppressing recrystallization. ຮູບເງົາທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວຍັງປະກອບຢູ່ໃນພື້ນຜິວເມັດພືດ, ຈໍາກັດການຂະຫຍາຍຕົວຂອງເມັດພືດຕື່ມອີກ.
Gd ຫຼາຍເກີນໄປສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດການຫຍາບຂອງເມັດພືດແລະຄຸນສົມບັດກົນຈັກເສື່ອມເສຍ.
Lanthanum (La), Cerium (Ce), ແລະ Yttrium (Y)
La refines ເມັດພືດ, ຫຼຸດຜ່ອນເນື້ອໃນອົກຊີເຈນ, ແລະປະກອບເປັນຮູບເງົາທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວຢູ່ໃນຫນ້າເມັດພືດເພື່ອຍັບຍັ້ງການຂະຫຍາຍຕົວ.
La ແລະ Ce ສົ່ງເສີມເຂດ GP ແລະ η′ ໄລຍະ precipitation, ການປັບປຸງຄວາມເຂັ້ມແຂງ matrix ແລະການຕໍ່ຕ້ານ corrosion.
Y ຊໍາລະ matrix, ຂັດຂວາງການລະລາຍຂອງອົງປະກອບໂລຫະປະສົມທີ່ສໍາຄັນເຂົ້າໄປໃນການແກ້ໄຂແຂງ, ສົ່ງເສີມ nucleation, ແລະຫຼຸດຜ່ອນຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ອາດມີລະຫວ່າງເມັດພືດແລະພາຍໃນ, ເສີມຂະຫຍາຍການຕໍ່ຕ້ານ corrosion.
La, Ce, ຫຼື Y ຫຼາຍເກີນໄປອາດຈະເຮັດໃຫ້ທາດປະສົມ blocky ຫຍາບ, ເຊິ່ງຫຼຸດຜ່ອນການ ductility ແລະຄວາມເຂັ້ມແຂງ.
ຄຸນສົມບັດຂອງອົງປະກອບຂອງແຜ່ນດິນໂລກທີ່ຫາຍາກທີ່ສໍາຄັນແລະຄຸນລັກສະນະຂອງມັນຢູ່ໃນອາລູມິນຽມ
ເວລາປະກາດ: 21-08-2025
