稀土对Al—5%Cu合金固液共存区开尔芬体力学行为的影响

固液共存区开尔芬体的力学行为可以解释为高弹性模量的固相与粘性液态金属的联合作用,这种联合作用直接影响热裂纹的形成与发展。因此,深入研究开尔芬体的力学行为将为我们从流变学角度理解热裂纹的形成机制提供新思路。现已发现,稀土能不同程度地降低合金的热裂倾向性,提高准固态强度并使流变参数值提高。因此,研究稀土对开尔芬体力学行为的影响将为进一步弄清开尔芬体的力学特征提供必要的途径。     

稀土对镁-铝合金抗热裂性能的影响及其机制

研究了稀土（0.1%～1.2%,质量分数）对Mg-Al合金抗热裂性能的影响及其机制.结果表明： 往Mg-Al合金中添加稀土后,合金的抗热裂性能显著下降,其原因可归为： 稀土引起了Mg-Al合金晶粒粗化,使得热裂纹萌生所需的断裂应变降低;稀土减少了Mg-Al合金中的共晶组织,缩短了枝晶通道保持开通的时间,不利于合金进行补缩;而且稀土还提高了共晶反应的温度,使得凝固后期枝晶间液膜的强度有所下降;当α-Mg枝晶连成骨架时,分布在枝晶间的Al11RE3相容易堵塞枝晶通道,增加了合金补缩的难度;Al11RE3相与α-Mg基体的凝固收缩率不同,容易产生凝固收缩应力,促进热裂纹的萌生.     

稀土对铝硅合金定向凝固界面附近氢分布的影响

本实验采用离子微探质量分析法,研究了定向凝固条件下稀土对铝硅合金中氢分布的影响。结果表明,合金凝固时,氢主要富集在固液两相凝固区内。加入适量稀土后,氢的分布发生了明显的变化,合金结晶温度区间缩小,固态溶氢量增多,氢的实际溶质分配系数有所增大,且氢的分布与稀土元素的分布有一定的对应关系。在氢分布的检测方法上采用电子探针和离子探针相结合的新尝试,其结果为探讨多相合金非平衡凝固下气体溶质再分布的规律和稀土净化机理提供了可靠的实验数据。     

60CrMnMo钢热疲劳裂纹生成与长大及稀土的作用

采用金相和扫描电镜等手段对６０ＣｒＭｎＭｏ钢热疲劳裂纹的萌生和长大规律进行了分析，并考查了稀土在钢中的作用。结果表明：热疲劳裂纹萌生于钢中夹杂物处，热疲劳裂纹的生长，不仅是裂纹自身发展的结果，更主要的是裂纹的相互联接。钢中加入稀土后，可以变质钢中夹杂物，从而抑制了热疲劳裂纹的生成与长大。     

稀土对高镍铬合金铸铁热疲劳性能的影响

研究了高镍铬合金铸铁热轧辊用材料的裂纹形成和在热循环４０和７０周次后裂纹的扩展过程。结果表明：稀土元素的加入，能明显提高高镍铬合金铸铁热轧辊用材料的抗疲劳性能，使裂纹出现时冷热循环次数提高４２％－１６３％，同时给出稀土加入量以０．０５ｗｔ％－０．１５ｗｔ％为宜。     

混合稀土与铈对铝-镁合金凝固组织及光泽度的影响

研究了混合稀土及铈对铝-镁合金凝固组织、硬度、表面光泽度的影响。稀土加入Al-1.0％Mg-0.5％Si合金中能明显细化合金的凝固组织,且随稀土加入量增加,合金的二次枝晶间距减小。在<6％范围内,随着稀土加入量的增加,合金的硬度明显提高。当加入0.1～0.3％RE时,合金的最大反射率可达89％,并能提高光泽度持久性,当超过0.3％时,光泽度逐渐下降。金属型铸造试样的光泽度比砂型铸造的要高。     

稀土对硅青铜和铝青铜凝固组织和耐磨性的影响

锡青铜是一种用途广泛的优良耐磨材料,但锡的价格贵来源缺乏,使其应用受到一定限制,因此,寻求一种无锡材料以取代锡青铜是国内外冶金材料科学工作者致力于研究的课题。铝青铜ZQA18-2-3及硅青铜ZQSi3-1.5是两种实际应用的代用材料,然而都存在铅偏析和热裂倾向大的缺点。近年来稀土在铸造合金中的应用研究有较大进展,如在铅青铜中,稀土的加入使铅偏析显著改善。本实验通过在含铅的铝青铜和硅青铜中加入混合稀土金属,探讨其改善铅偏析和减小热裂倾向的问题。     

稀土氧化物提高中高碳钢堆焊试样抗开裂性机制的研究

采用5CrNiMo热锻模具钢作为研究对象，分析了堆焊试样上的裂纹形貌，测定了堆焊残余应力场并进行了数值模拟。在此基础上，分析了稀土氧化物改善堆焊金属结晶组织和变质夹杂物的作用。结果表明：堆焊裂纹主要在粗大的树枝晶之间、夹杂物和热影响区粗大奥氏体晶粒处形成，并且，在堆焊金属中心和热影响区残余拉应力作用下扩展。堆焊金属中加入稀土氧化物能细化一次柱状晶组织；变质夹杂物。同时，降低堆焊金属马氏体相变温度，从而降低上述危险部位的拉应力峰值。     

富钇混合稀土对AM60镁合金显微组织与力学性能的影响

在AM60镁合金的基础上添加不同质量分数的富Y混合稀土(分别为0.5%,1.0%,1.5%,2.0%),研究了富钇混合稀土对AM60镁合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:富Y稀土的加入使AM60镁合金的显微组织明显细化,并能显著提高合金的抗拉强度、屈服强度及延伸率。加入混合稀土后,合金中形成块状的铝钇化合物Al2Y,Al6Mn6Y,β-Mg17Al12相数量减少。当稀土加入量为1%时,合金的各方面性能达到最好。     

冶炼时添加ErCl3对AZ91镁合金组织与性能的影响

研究了冶炼AZ91镁合金时添加不同量的ErCl3对镁合金的拉伸性能、组织和断口形貌的影响。结果表明:添加ErCl3具有阻燃、净化作用,还可以提高合金的抗拉强度σb和延伸率δ。当添加ErCl3质量分数为1.8%时,σb和δ分别从156MPa和1.8%上升到最大值220MPa和4.1%,分别提高了41%和128%。随着ErCl3加入量的进一步提高,开始形成Al7ErMn5稀土相和稀土氧化物夹杂,合金的力学性能反而下降。添加ErCl3增加了二次裂纹的数量,但是不改变镁合金的断裂机制,断口形貌仍为准解理断裂。     

稀土对Ti-Zr-V-Cr-Ni合金微观结构和电化学性能的影响

研究了稀土对Ti0.17Zr0.08V0.35Cr0.1Ni0.3合金的微观结构和电化学性能的影响。结果表明,Ti0.17Zr0.08V0.35Cr0.1Ni0.3和Ti0.17Zr0.08V0.35Cr0.1Ni0.3RE0.05(RE分别代表La,Ce,Pr,Nd和混合稀土)合金均由主相为体心立方结构的钒基固溶体相和少量六方结构的C14 Laves相组成;在合金中加入稀土元素,同时增大合金中两相的晶胞体积。镧和其他金属元素结合形成新相分布于合金中。添加稀土元素可以改善合金电极的活化性能。镧的添加降低了合金电极在60 mA.g-1下的最大放电容量,但对其理论放电容量几乎没有影响;合金的放电容量对温度的变化比较敏感,过高的温度使其容量发生衰减,含稀土元素的合金电极在323 K温度下放电容量达到最大值。稀土对合金电极的荷电保持率产生不利影响,镧、钕和混合稀土的添加能够改善合金电极的倍率放电性能。     

稀土对Zn＋5%Al合金与钢板湿润性的影响

用Meniscograph等方法测量了钢板与Zn+5％Al合金的湿润性。结果表明,少量稀土可以降低钢板与Zn+5％Al合金的湿润角,增加熔液在钢板上的上升高度,从而改善了钢板与Zn+5％Al合金的湿润性。稀土加入量在0.1％～0.2％范围内可以降低Zn+5％Al合金熔液的表面张力。对稀土的作用机理进行了讨论。     

稀土元素对低硫氧合金结构钢冲击韧性的影响机制

利用数字化冲击试验装置和微观分析手段,研究了La,Ce对低硫氧合金结构钢冲击性能的影响,并对影响机制进行了分析。结果表明,稀土元素有改善低硫氧合金结构钢冲击韧性的作用,适宜的稀土含量大约为0.005%。稀土元素通过净化晶界和变质夹杂物,将提高晶界的强度,减少裂纹通过缺陷的贯通而扩展的可能,从而使材料承受冲击载荷时可以吸收更多的裂纹扩展的能量。稀土过量时,将弱化晶界,形成脆硬的磷化物、铁-稀土金属间化合物等,弱化材料的冲击性能。     

稀土对化学镀Co-B合金工艺和结构的影响

研究了稀土金属铈对化学镀Co-B合金工艺和结构的影响. 结果表明, 微量稀土加入镀液后, 能改善电化学催化和金属离子的还原, 能明显提高化学镀Co-B合金的沉积速度、静止电位和阴极过电位. 稀土还降低了镀层中类金属元素硼的含量, 提高了形核率, 降低了形核功, 使沉积层结晶细化, 并且使具有非晶态结构的化学镀Co-B合金转化成了微晶结构的化学镀Co-B-Ce合金.     

复合稀土对Fe-Mn-Si-Ni-C合金形状记忆效应的影响

通过弯曲法测量、热循环训练、扫描电镜、X射线衍射等方法，研究了复合稀土对Fe-Mn-Si-Ni-C合金形状记忆效应的影响。研究结果表明，Fe-Mn-Si-Ni-C合金中加入复合稀土，能够明显细化合金的金相组织，显著提高合金的形状记忆效应，并使合金表现出微弱的双程记忆效应。试验结果还表明，第一种训练途径以及加入微量复合稀土是降低应力诱发ε马氏体稳定化行之有效的方法，X射线衍射结果表明，该训练方法有助于提高合金中ε→γ转变的ε逆转变率，对提高合金的记忆性能起积极的作用。     

高性能镁-稀土结构材料的研制、开发与应用

由于镁合金具有低的密度-质轻、高比刚度、卓越的机械性能、高的硬度及良好的铸造性能, 近几十年来镁合金的应用一直是自动化工业的目标之一. 然而, 高温特殊用途, 例如在发动机上的应用, 通常的镁合金就受到了限制, 因为在高温下它们的强度和抗蠕变性能都比较差. 由于镁-稀土合金增加了材料的抗拉强度、延展性及抗蠕变性能, 稀土加入后形成镁-稀土合金就可以满足高温应用的要求. 本文就我国丰富的镁和稀土资源评述了国内外镁-稀土合金的研制、开发与应用状况及发展趋势, 同时结合我国相关单位的研究进展, 对我国镁-稀土合金的发展提出了建议.     

混合稀土对ZL108铝合金组织与性能的影响

对稀土处理前后的ZL108合金进行了机械性能测试和断口分析, 表明稀土处理有利于提高合金的塑性和强度. 对稀土处理前后合金中氢总量进行了分析, 未加稀土的合金内氢总量与稀土处理后的合金相当, 结合性能与断口形态, 从侧面表明稀土改变了氢的存在形式.     

钇对AZ91镁合金微观组织及腐蚀性能影响的研究

通过金相分析、扫描电镜析及化学成分分析等测试手段,对添加不同含量Y的AZ91镁合金的微观组织和腐蚀性能进行了研究。结果表明,加入Y后,合金中有稀土相Al4MgY生成,并显著细化了合金的微观组织,合金微观组织由典型的枝晶组织转变为细小的等轴晶组织,当Y含量达到1.52%时,合金组织的细化程度最大;Y的加入,减少了合金中的-βMg17Al12相,并使β相断续、弥散,同时合金的耐腐蚀性能提高,在3.5%NaCl水溶液腐蚀实验中,稀土含量为1.52%Y的合金耐腐蚀性能最好。     

稀土对铝硅合金处理效果的研究

通过添加富镧、富铈、富钇和富钕混合稀土,考察了不同混合稀土加入量、不同冷却条件及其他因素对铝硅合金变质效果和含氢量的影响。结果表明,富钇、富镧、富铈混合稀土的变质效果依次减弱,富钕无明显变质效果。富铈、富镧、富钇和富钕混合稀土都能降低铝硅合金的含氢量,其去氢作用依次递减。     

稀土对高强锌合金耐磨性和耐蚀性的影响

ＺＡ２７合金中加入稀土，由于合金化，变质等作用使合金微观组织发生变化，强化了合金，因此提高了合金的综合性能和耐磨性，又因稀土加入能净化晶界，对电化学性产生有利影响，所以合金的耐蚀性也得到改善。