7xxx, 5xxx va 2xxx seriyali alyuminiy qotishmalariga noyob tuproq elementlarini (REE) qo'shish bo'yicha keng qamrovli tadqiqotlar olib borildi va sezilarli ta'sir ko'rsatdi. Xususan, bir nechta qotishma elementlarni o'z ichiga olgan 7xxx seriyali alyuminiy qotishmalari ko'pincha eritish va quyish jarayonida jiddiy segregatsiyani boshdan kechiradi, bu esa sezilarli miqdordagi evtektik fazalarning shakllanishiga olib keladi. Bu qattiqlik va korroziyaga chidamliligini pasaytiradi, qotishmaning umumiy ish faoliyatini buzadi. Noyob tuproq elementlarini yuqori darajada qotishma alyuminiy qotishmalariga kiritish donalarni tozalash, segregatsiyani bostirish va matritsani tozalash, shu bilan mikro tuzilmani va umumiy xususiyatlarni yaxshilashi mumkin.
So'nggi paytlarda superplastik donni qayta ishlashning bir turi e'tiborga sazovor bo'ldi. Ushbu tozalash korxonalari don va don chegaralarining zaiflashishini kuchaytirish uchun La va Ce kabi noyob tuproq elementlaridan foydalanadilar. Bu nafaqat donlarni tozalaydi, balki cho'kmalarning bir xil tarqalishiga yordam beradi, qayta kristallanishni bostiradi va qotishma egiluvchanligini sezilarli darajada yaxshilaydi, natijada ekstruziya jarayonlarida mahsuldorlikni oshiradi.
7xxx seriyali alyuminiy qotishmalarida nodir tuproq elementlari odatda uchta usulda qo'shiladi:
1.Faqat noyob yer elementlari;
2.Zr va noyob yer elementlarining birikmasi;
3.Zr, Cr va noyob yer elementlarining birikmasi.
Noyob tuproq elementlarining umumiy miqdori odatda 0,1-0,5 og'irlik darajasida nazorat qilinadi.
Noyob Yer elementlarining mexanizmlari
La, Ce, Sc, Er, Gd va Y kabi noyob tuproq elementlari alyuminiy qotishmalariga bir nechta mexanizmlar orqali hissa qo'shadi:
Donni tozalash: Nodir tuproq elementlari bir xil taqsimlangan cho'kmalarni hosil qiladi, ular heterojen yadrolanish joylari sifatida ishlaydi, dendritik tuzilmalarni teng o'qli mayda donaga aylantiradi, bu esa mustahkamlik va egiluvchanlikni oshiradi.
Ajratishning bostirilishi: erish va qotib qolish jarayonida noyob tuproq elementlari elementlarning bir xil taqsimlanishiga yordam beradi, evtektik shakllanishni kamaytiradi va matritsa zichligini oshiradi.
Matritsani tozalash: Y, La va Ce eritmadagi aralashmalar (O, H, N, S) bilan reaksiyaga kirishib, barqaror birikmalar hosil qiladi, gaz tarkibini va qo'shimchalarni kamaytiradi, bu esa qotishma sifatini oshiradi.
Qayta kristallanish xatti-harakatlarini o'zgartirish: Ba'zi noyob tuproq elementlari don va pastki don chegaralarini mahkamlashi mumkin, dislokatsiya harakati va don chegaralari migratsiyasini inhibe qiladi. Bu qayta kristallanishni kechiktiradi va termal ishlov berish jarayonida nozik subgrain tuzilmalarini saqlaydi, mustahkamlik va korroziyaga chidamliligini oshiradi.
Asosiy nodir Yer elementlari va ularning ta'siri
Skandiy (Sc)
Sc noyob yer elementlari orasida eng kichik atom radiusiga ega va ayni paytda o'tish metalidir. Deformatsiyalangan alyuminiy qotishmalarining xususiyatlarini oshirishda juda samarali.
Alyuminiy qotishmalarida Sc kogerent Al₃Sc shaklida cho'kadi, qayta kristallanish haroratini oshiradi va donning qo'pollashishini bostiradi.
Zr bilan birlashganda yuqori haroratli barqaror Al₃(Sc,Zr) zarrachalar hosil bo‘lib, teng o‘qli mayda donalar hosil bo‘lishiga yordam beradi va dislokatsiya harakati va don chegaralari migratsiyasiga to‘sqinlik qiladi. Bu kuch, charchoqqa chidamlilik va stress-korroziya ish faoliyatini yaxshilaydi.
Haddan tashqari Sc qo'pol Al₃(Sc,Zr) zarrachalariga olib kelishi mumkin, bu esa qayta kristallanish qobiliyatini, kuchini va egiluvchanligini pasaytiradi.
Erbium (Er)
Er Sc ga o'xshash ishlaydi, lekin tejamkorroq.
7xxx seriyali qotishmalarda tegishli Er qo'shimchalari donalarni tozalaydi, dislokatsiya harakati va don chegara migratsiyasini inhibe qiladi, qayta kristallanishni bostiradi va kuchni oshiradi.
Zr bilan birgalikda qo'shilganda, Al₃(Er,Zr) zarralari hosil bo'ladi, ular faqat Al₃Erga qaraganda termal jihatdan barqarorroq bo'lib, qayta kristallanishni yaxshiroq bostirishni ta'minlaydi.
Haddan tashqari Er Al₈Cu₄Er fazalarini hosil qilishi mumkin, bu ham mustahkamlikni, ham egiluvchanlikni pasaytiradi.
Gadoliniy (Gd)
O'rtacha Gd qo'shimchalari donalarni tozalaydi, mustahkamlik va egiluvchanlikni oshiradi va matritsada Zn, Mg va Cu eruvchanligini oshiradi.
Natijada paydo bo'lgan Al₃(Gd,Zr) fazasi dislokatsiyalar va pastki don chegaralarini bog'lab, qayta kristallanishni bostiradi. Don yuzalarida faol plyonka ham hosil bo'lib, don o'sishini yanada cheklaydi.
Haddan tashqari Gd donning qo'pollashishiga va mexanik xususiyatlarning yomonlashishiga olib kelishi mumkin.
Lantan (La), seriy (Ce) va itriy (Y)
La donalarni tozalaydi, kislorod miqdorini kamaytiradi va o'sishni inhibe qilish uchun don yuzasida faol plyonka hosil qiladi.
La va Ce GP zonasi va ē' fazali yog'ingarchilikni rag'batlantiradi, matritsa kuchini va korroziyaga chidamliligini oshiradi.
Y matritsani tozalaydi, asosiy qotishma elementlarning qattiq eritmada erishiga to'sqinlik qiladi, yadrolanishni rag'batlantiradi va don chegaralari va ichki qismlar o'rtasidagi potentsial farqlarni kamaytiradi, korroziyaga chidamliligini oshiradi.
Haddan tashqari La, Ce yoki Y qo'pol blokli birikmalarga olib kelishi mumkin, bu esa egiluvchanlik va quvvatni kamaytiradi.
Asosiy nodir yer elementlarining xossalari va alyuminiydagi xarakteristikalari
Xat vaqti: 2025-yil 21-avgust
