稀土在鋁管中的強化作用 分布于鋁及其合金鋁管基體及晶界中的化合物為各類金屬間化合物、氧化物及鋁氧化物。這些化合物的組成、形貌、分布及數(shù)量對鋁及其合金的性能, 尤其是塑性加工性能有著顯著的影響。
鋁及其合金鋁管中的夾雜物主要是Al2O3 等非金屬夾雜物, 其存在不僅使合金的加工性能和力學性能降低, 而且鋁管使鑄造性能惡化。當純鋁管(鑄態(tài)、變形態(tài))中加入0.2%的稀土后, 原來晶內(nèi)分布的粗大塊狀相消失, 球狀稀土相形成, 晶界處條狀及碎塊狀化合物明顯減少, 點鏈化合物形成, 構成塑性良好的均勻組織。而鋁合金鋁管中加入0.2 %稀土后發(fā)現(xiàn), 原分布于晶內(nèi)的粗大塊狀球狀化, 并在基體上形成均勻分布的球狀相, 同時消除了晶界處脆性碎塊狀及條狀化合物, 形成細小點鏈狀分布的塑性化合物, 并沿變形方向整齊排列。鋁管對加入稀土前后的鋁及其合金中的基體、晶界化合物、晶內(nèi)粗大化合物以及球狀化合物等組成相的成分進行了測定。對比發(fā)現(xiàn), 加入稀土后, 使得鋁及其合金中的雜質(zhì), 如鐵等元素, 向高稀土的球狀相偏聚,從而使最后凝固的晶界處雜質(zhì)元素大大降低, 凈化了晶界, 使得晶界處高鐵的脆性相減少, 晶界強度提高, 塑性改善; 而晶界處分布的點鏈狀化合物為低鐵、低稀土的組成相, 是接近于鋁基體的塑性化合物, 特別是稀土在鋁合金鋁管球狀相中偏聚量較純鋁中大, 故其在鋁合金鋁管晶界上分布極微, 所以鋁合金鋁管的晶界比純鋁的更為細薄、更為純凈。稀土在鋁合金鋁管中的強化作用, 主要有細晶強化、有限固溶強化和稀土化合物的第二相強化等。 當稀土加入量不同時, 稀土在鋁合金中主要以三種形式存在: 固溶在基體α(Al) 中; 偏聚在相界、晶界和枝晶界; 固溶在化合物中或以化合物形式存在。當稀土含量較低時(低于0.1 %) , 稀土主要以前兩種形式分布。第一種形式起到了有限固溶強化的作用, 第二種形式增加了變形阻力, 促進位錯增殖, 使強度提高。鋁管加入稀土后, 合金鋁管的鑄態(tài)組織中, 合金晶粒尺寸顯著減小, 二次枝晶間距有可能減小,稀土與Al 、Mg、Si 等元素形成的金屬間化合物呈球狀和短棒狀分布在晶界或界內(nèi), 組織中有大量位錯分布。當稀土含量大于0.1 % , 后一種存在形式開始占主導地位。這時, 稀土與合金中的其他元素開始形成許多含稀土元素的新相; 同時使第二相的形狀、尺寸發(fā)生變化, 可能使得第二相從長條狀等形狀轉(zhuǎn)變成短棒狀粒子出現(xiàn), 粒子的尺寸也變得比較細小, 且呈彌散分布。大部分含稀土元素的第二相都出現(xiàn)了粒子化、球化和細化的特征, 這種變化在一定程度上都強化了鋁合金鋁管。http://www.qtgll.com/
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