铝及铝合金具有质量轻、导电导热性能好、耐腐蚀性能好、塑性好易加工以及易于回收等特点。因此,在工程结构材料领域被认为是最经济实用、最有竞争力的轻金属材料。然面,欲实现上述优点,必须注意以下几个环节:一是提高金属及其合金品质;二是优化合金成分;三是改善熔铸工艺;四是细化、强韧化合金组织;五是提升铝合金机械和综合物理性能。
稀土以其特殊的核外电于排布结构具有特殊的化学活性,被认为是“工业的维生素”,是最适于铝及铝合金使用的合金及微合金化元素之一。将适当稀土适量地加入合金中,对上述五个环节要求将会产生不同程度的正面作用:
(1)除气、除杂净化作用。稀土金属能与铝及其铝合金中的氢、氧、硫、卤素、碳、硅、氧化物夹杂等非金属杂质以及铁等金属杂质作用生成化合物,一部分被排除,一部分滞留在合金中起着异质成核的作用,消除或减少杂质的危害, 达到除气精炼、净化容体、提升治金质量的目的。
(2)改善合金熔铸工艺和性能。稀土金属是表面活性元素,可以降低合金表面张力,提高其流动性,可减少合金在熔化、浇铸过程被氧化,提升焊接性能,连同上述净化作用,可以减少铸品针孔、气孔、疏松、夹杂、裂纹等缺陷,提高成品率。
(3)具有良好的细化、变质作用。稀土加入合金中,增加了结晶核心,它富集在固液界面前沿,造成成分过冷,缩小二次枝晶间距。稀土吸附在富铁、硅相表面生成一层阻碍晶粒生长的膜,形成含稀土的新的富铁、硅的化合物,使原来呈针状、片状的铁及硅相变为球团状,细小均匀分布于晶界,从而达到变质和细化目的。
上述三个作用提升了合金的塑性,此外,稀土还能提高铝合金电导率、导热性能和铝箱电容,减小热修胀系数,提高其北学性能,使其表面更光亮、美观、所以,稀土铝合金的应用领域在不断扩大。(来源:SMM稀土)
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