اثرات خاکهای کمیاب بر مس و آلیاژهای مس چیست؟

اثرات خاکی کمیاب بر مس و آلیاژهای مس چیست؟

1. مس خاکی کمیاب

مس و آلیاژهای مس دارای یک سری خواص ویژه مانند رسانایی الکتریکی و حرارتی عالی، مقاومت در برابر خوردگی خوب، عدم مغناطیس و ضد خوردگی در برابر میکروارگانیسم ها و جلبک های موجود در آب، پردازش آسان پلاستیک و جوش پذیری خوب هستند و به راحتی ریخته گری می شوند. این ماده به یک ماده مهم در صنعت مدرن تبدیل شده است و به طور گسترده در الکترونیک، الکترومکانیک، هوانوردی، هوا فضا و سایر بخش ها استفاده می شود.

عناصر خاکی کمیاب دارای خواص فلزی معمولی هستند و در خواص شیمیایی بسیار فعال هستند. آنها تقریباً با همه عناصر به جز گازهای بی اثر می توانند تعامل داشته باشند. آنها "مونوسدیم گلوتامات" در صنعت متالورژی هستند.

کاربرد خاک‌های کمیاب در مس و آلیاژهای مس توجه گسترده‌ای را از سوی کارکنان علمی و فناوری در کشورهای مختلف در دهه 1950 به خود جلب کرد و اکنون به یک کانون تحقیقاتی تبدیل شده است. کشور من تحقیق در مورد کاربرد خاکهای کمیاب در مس و آلیاژهای مس را از اوایل دهه 1960 آغاز کرد. تحقیقات در آن زمان بیشتر بر بهبود خواص فرآوری سرد و گرم، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر سایش مس و آلیاژهای مس متمرکز شد و نتایجی با ارزش عملی به دست آمد، اما این مطالعات به کندی در حال پیشرفت است و تعداد زیادی وجود ندارد. زمینه های توسعه و کاربرد

2. تأثیر خاکهای کمیاب بر ساختار مس و آلیاژهای مس

01 بافت را تمیز کنید

دو روش اصلی برای خالص سازی سازه های مس و آلیاژ مس با خاک های کمیاب وجود دارد:

(1) خاکهای کمیاب میل ترکیبی قوی با اکسیژن و گوگرد دارند و ترکیبات خاکی کمیاب با نقطه ذوب بالاتر، پایداری حرارتی قوی و وزن مخصوص کوچک را تشکیل می دهند و در نتیجه به اثرات گوگرد زدایی و اکسیژن زدایی می رسند. عناصر خاکی کمیاب می توانند به راحتی با هیدروژن اتمی واکنش دهند. برای تولید هیدرید پایدار از نوع RH2 یا RH3 عمل می کند (R نشان دهنده فلز خاکی کمیاب است). این هیدریدها در آلیاژ مس به صورت محلول جامد حل می شوند و در نتیجه اثرات مضر هیدروژن را از بین می برند.

(2) خاکهای کمیاب و سرب، بی و سایر عناصر ترکیبات بین فلزی با ذوب بالا با نقطه ذوب بالاتر از مس تولید می کنند. بنابراین، در طول فرآیند ذوب و ریخته‌گری مس، می‌توانند در حالت جامد باقی بمانند و همراه با سرباره از آلیاژ مس فلز مایع حذف شوند تا به حذف سرب، هدف Bi، دست یابند.

image.png

02 سازمان را اصلاح کنید

تأثیر خاک‌های کمیاب بر ریزساختار مس و آلیاژهای مس عمدتاً در پالایش دانه‌ها، کاهش یا حذف کریستال‌های ستونی و گسترش مناطق دانه‌ای هم محور منعکس می‌شود.

سه دیدگاه اصلی در مورد مکانیسم پالایش خاکهای کمیاب ساختار مس و آلیاژهای مس وجود دارد:

(1) تشکیل هسته های کریستالی جدید و مهار رشد دانه.

(2) میکروکریستالیزاسیون.

(3) اثر آلیاژی.

image.png

03 تأثیر خاکهای کمیاب بر ساختار گنجاندن

تأثیر خاک های کمیاب بر ساختار آخال ها عمدتاً برای تغییر شکل و توزیع ناخالصی ها است. تظاهرات اصلی آن به شرح زیر است:

(1) کاهش یا حذف دندریت ها و کریستال های ستونی در ساختار آلیاژی.

(2) ناخالصی‌های خاصی را در آلیاژ به شکل نوارها، ورق‌ها یا حتی بلوک‌ها نمایان می‌کند، در نتیجه خواص مکانیکی و پردازشی مس و آلیاژهای آن را بهبود می‌بخشد یا افزایش می‌دهد.

(3) ناخالصی‌های مضر خاصی را در آلیاژ بر روی حجم میکروسکوپی فلز توزیع کنید یا بر جداسازی ماکرو ناخالصی‌های خاص تأثیر بگذارد و در نتیجه خواص مختلف را بهبود بخشد.

(4) ترکیبات حاوی خاک کمیاب بر روی مرزهای دانه‌های فلزات یا آلیاژها جذب می‌شوند و تعداد ناخالصی‌های مضر با نقطه ذوب پایین را در مرزهای دانه‌های آلیاژ کاهش می‌دهند و در نتیجه شکنندگی آلیاژ در دمای بالا را تضعیف می‌کنند.

image.png

3. تأثیر خاکهای کمیاب بر خواص مس و آلیاژهای مس

01 تأثیر بر عملکرد پردازش

افزودن مقدار مناسبی از فلزات خاکی کمیاب به آلیاژهای مس می تواند خواص ریخته گری مس و آلیاژهای مس را بهبود بخشد. برای انواع مختلف آلیاژهای مس، سیالیت را می توان 30% تا 40% پس از افزودن خاک های کمیاب افزایش داد.

افزودن {0}}.01% تا 0.03% خاک‌های کمیاب مخلوط می‌تواند به طور قابل‌توجهی افزایش طول دمای بالای برنج سرب تغییر شکل یافته، بهبود عملکرد پردازش گرم و کاهش یا حذف ترک‌خوردگی نورد گرم را افزایش دهد. حذف ناخالصی‌ها توسط عناصر خاکی کمیاب، استحکام مرزهای دانه‌ها را افزایش می‌دهد و تعداد فازهای شکنندگی را کاهش می‌دهد و در نتیجه دمای بالای σb و δ آلیاژهای مس را افزایش می‌دهد. افزودن خاک کمیاب می تواند مقدار تنش پسماند را کاهش دهد و خاک کمیاب می تواند توانایی تغییر شکل سرد ماده را در محدوده تغییر شکل معینی بهبود بخشد.<14%).

02 تأثیر بر مقاومت در برابر سایش

عناصر خاکی کمیاب و مس می توانند ترکیبات بین فلزی با سختی و توزیع یکنواخت را تشکیل دهند. این ترکیبات در برابر حرکت دررفتگی مقاوم می شوند. و خاک کمیاب می تواند به طور موثر شکل وجود و توزیع آخال ها را بهبود بخشد، احتمال ضعیف شدن مرز دانه ها را کاهش دهد و احتمال ترک خوردن در امتداد مرز دانه ها را در هنگام بارگذاری کاهش دهد و در نتیجه مقاومت به سایش را بهبود بخشد.

برنج ریخته‌گری حاوی خاک‌های کمیاب دارای سختی بالا، پلاستیسیته و چقرمگی خوب است که می‌تواند مرحله اجرا را کوتاه کرده و مرحله سایش پایدار را افزایش دهد، در نتیجه سایش را کاهش داده و عمر مفید قطعه کار را افزایش می‌دهد. افزودن Ce و B به برنز آلومینیومی با منگنز بالا می تواند اصطکاک خشک و سایش را تا حدود 20 درصد و اصطکاک روانکاری و سایش را تا حدود 50 درصد کاهش دهد.

03 اثرات بر خواص مکانیکی و هدایت الکتریکی

تأثیر خاک‌های کمیاب بر خواص مکانیکی مس و آلیاژهای مس عمدتاً در سختی، استحکام، پلاستیسیته و غیره منعکس می‌شود. زمانی که محتوای خاکی کمیاب در مس خالص از {0}}.1% تا {{{{ 4}}.2٪، استحکام به شدت افزایش می یابد، و زمانی که از 0.2٪ بیشتر است، استحکام به آرامی افزایش می یابد.

مکانیسم تأثیر خاکهای کمیاب بر رسانایی مس و آلیاژهای مس به طور کلی در نظر گرفته می شود: از یک طرف، اثر پالایش خاکی کمیاب باعث پالایش دانه های مس، افزایش مرز دانه ها و افزایش احتمال پراکندگی الکتریکی و در نتیجه افزایش می شود. در افزایش مقاومت و کاهش رسانایی. از سوی دیگر، اثر خالص سازی خاک های کمیاب باعث کاهش ناخالصی های مس، تضعیف اعوجاج شبکه، کاهش احتمال پراکندگی الکترون و بهبود رسانایی می شود.

image.png

4. نتیجه گیری

خاک‌های کمیاب می‌توانند ساختار را خالص‌سازی کنند، ساختار را اصلاح کنند و توزیع آخال‌ها را در مس و آلیاژهای مس تغییر دهند و در نتیجه عملکرد پردازش، مقاومت در برابر خوردگی و سایش، خواص مکانیکی و هدایت الکتریکی را بهبود بخشند. بنابراین، خاک های کمیاب می توانند مس و آلیاژهای مس را بهبود بخشند. عملکرد انتظارات بیشتری را ایجاد کرده است.

اگرچه بسیاری از مس و آلیاژ مس حاوی خاک کمیاب با اهمیت صنعتی و ارزش عملی با موفقیت توسعه یافته اند، اما مس و آلیاژهای مس بیشتری هنوز از خاک های کمیاب استفاده نکرده اند، بنابراین مس و آلیاژهای مس حاوی خاک کمیاب بیشتری نیاز به توسعه دارند. مواد آلیاژی جدید طیف وسیع تری از کاربردهای خاکی کمیاب را در مس و آلیاژهای مس امکان پذیر می کند و تولید صنعتی را ممکن می سازد. انواع افزودنی‌های خاکی کمیاب یا محصولات آلیاژی اصلی نیاز به سریال‌سازی بیشتری دارند و پارامترهایی مانند افزودن روش‌ها و شرایط فرآیند باید کامل‌تر باشند.

در حال حاضر بسیاری از تحقیقات هنوز در مرحله آزمایشی هستند. مکانیسم، الگوی تأثیر، فناوری فرآیند کلیدی و سایر مسائل مربوط به توانایی زمین های کمیاب برای بهبود خواص مس و آلیاژهای مس هنوز نیاز به بررسی بیشتر دارد. برای استفاده کامل از مزایای منابع خاکی کمیاب کشورم، لازم است تحقیقات کاربردی و تحقیقات نظری پایه خاکهای کمیاب در مس و آلیاژهای مس تقویت شود تا پیشرفت فناوری کاربرد خاکهای کمیاب و گسترش آن ارتقاء یابد. دامنه کاربرد خاک های کمیاب