Yo fè anpil rechèch sou adisyon eleman latè ra (REE) nan alyaj aliminyòm seri 7xxx, 5xxx, ak 2xxx, ki montre efè remakab. An patikilye, alyaj aliminyòm seri 7xxx yo, ki gen plizyè eleman alyaj, souvan fè eksperyans segregasyon grav pandan fizyon ak koule, sa ki mennen nan fòmasyon kantite siyifikatif faz eutektik. Sa diminye rezistans ak korozyon, sa ki konpwomèt pèfòmans jeneral alyaj la. Enkòporasyon eleman latè ra nan alyaj aliminyòm ki gen anpil alye ka rafine grenn yo, siprime segregasyon, epi pirifye matris la, kidonk amelyore mikwoestrikti ak pwopriyete jeneral yo.
Dènyèman, yon kalite rafinè grenn superplastik te atire atansyon. Rafineur sa yo eksplwate eleman latè ra tankou La ak Ce pou amelyore febli limit grenn ak sougrenn yo. Sa a pa sèlman rafine grenn yo, men tou li ankouraje yon dispèsyon inifòm presipite yo, siprime rekristalizasyon, epi amelyore duktil alyaj la anpil, sa ki finalman ogmante pwodiktivite nan pwosesis èkstruzyon yo.
Nan alyaj aliminyòm seri 7xxx yo, eleman latè ra yo jeneralman ajoute nan twa fason:
1. Eleman latè ra sèlman;
2. Konbinezon Zr ak eleman latè ra;
3. Konbinezon Zr, Cr, ak eleman latè ra.
Kontni total eleman latè ra yo anjeneral kontwole nan 0.1–0.5% an pwa.
Mekanis Eleman Latè Ra yo
Eleman latè ra tankou La, Ce, Sc, Er, Gd, ak Y kontribye nan alyaj aliminyòm atravè plizyè mekanis:
Rafinaman grenn: Eleman latè ra yo fòme presipite distribye inifòmman ki aji kòm sit nikleyasyon etewojèn, konvèti estrikti dendritik an grenn amann ekiaks, sa ki amelyore fòs ak duktilité.
Sipresyon segregasyon: Pandan fizyon ak solidifikasyon, eleman latè ra yo ankouraje yon distribisyon eleman ki pi inifòm, diminye fòmasyon eutektik, epi ogmante dansite matris la.
Pirifikasyon matris: Y, La, ak Ce ka reyaji avèk enpurte nan fonn lan (O, H, N, S) pou fòme konpoze ki estab, diminye kontni gaz ak enklizyon, sa ki amelyore kalite alyaj la.
Modifikasyon konpòtman rekristalizasyon: Sèten eleman latè ra ka bloke limit grenn ak sou-grenn, sa ki anpeche mouvman dislokasyon ak migrasyon limit grenn. Sa retade rekristalizasyon epi prezève estrikti amann sou-grenn yo pandan pwosesis tèmik la, amelyore tou de fòs ak rezistans korozyon.
Eleman kle ki ra sou Latè ak efè yo
Eskandyòm (Sc)
Sc gen pi piti reyon atomik pami eleman latè ra yo epi li se tou yon metal tranzisyon. Li trè efikas nan amelyore pwopriyete alyaj aliminyòm defòme yo.
Nan alyaj aliminyòm, Sc presipite kòm Al₃Sc koyeran, sa ogmante tanperati rekristalizasyon an epi siprime kwasans grenn yo.
Lè yo konbine avèk Zr, patikil Al₃(Sc,Zr) ki estab nan tanperati ki wo fòme, sa ki ankouraje grenn amann ekiaks epi anpeche mouvman dislokasyon ak migrasyon limit grenn. Sa amelyore fòs, rezistans fatig, ak pèfòmans korozyon estrès.
Twòp Sc ka mennen nan patikil Al₃(Sc,Zr) ki koryas, sa ki diminye kapasite rekristalizasyon, fòs, ak duktilité.
Èrbyòm (Er)
Er aji menm jan ak Sc men li pi efikas an tèm de pri.
Nan alyaj seri 7xxx, adisyon Er apwopriye yo rafine grenn yo, anpeche mouvman dislokasyon ak migrasyon limit grenn yo, siprime rekristalizasyon, epi amelyore fòs.
Lè yo ajoute yo ansanm ak Zr, patikil Al₃(Er,Zr) fòme, ki pi estab tèmikman pase Al₃Er poukont li, sa ki bay yon pi bon sipresyon rekristalizasyon.
Twòp Er ka pwodui faz Al₈Cu₄Er, sa ki diminye tou de fòs ak duktilite.
Gadolinium (Gd)
Ajout modere Gd yo rafine grenn yo, ogmante fòs ak duktilité, epi amelyore solubilite Zn, Mg, ak Cu nan matris la.
Faz Al₃(Gd,Zr) ki rezilte a bloke dislokasyon ak limit sou-grenn yo, sa ki siprime rekristalizasyon an. Yon fim aktif fòme tou sou sifas grenn yo, sa ki limite kwasans grenn yo plis toujou.
Twòp Gd ka lakòz grenn yo vin pi epè epi deteryore pwopriyete mekanik yo.
Lantàn (La), Seryòm (Ce), ak Yttriyòm (Y)
La rafine grenn yo, diminye kontni oksijèn nan, epi fòme yon fim aktif sou sifas grenn yo pou anpeche kwasans.
La ak Ce ankouraje presipitasyon zòn GP ak faz η′, amelyore fòs matris la ak rezistans korozyon an.
Y pirifye matris la, anpeche yap divòse eleman alyaj prensipal yo nan solisyon solid la, ankouraje nikleyasyon, epi diminye diferans potansyèl ant limit grenn yo ak enteryè yo, amelyore rezistans korozyon an.
Twòp La, Ce, oubyen Y ka mennen nan konpoze blòk ki koryas, sa ki diminye duktilité ak fòs.
Pwopriyete prensipal eleman latè ra yo ak karakteristik yo nan aliminyòm
Dat piblikasyon: 21 Out 2025
