Tionchar na n-eilimintí tearc-chré ar airíonna meicniúla cóimhiotail mhaignéisiam
Tá buntáistí ag baint le maignéisiam agus a chóimhiotail, mar na hábhair struchtúracha miotail is éadroime faoi láthair, mar íseal-dlúis, neart sonrach ard agus stiffness, taiseadh ard, seoltacht teirmeach maith, machinability den scoth, méid páirt cobhsaí, agus athchúrsáil éasca. Úsáidtear go forleathan iad i dtionscail ar nós eitlíochta, aeraspáis, tionscal na ngluaisteán, iompar, leictreonaic, cumarsáid, agus ríomhaire.
Mar gheall ar airíonna meicniúla neamhleor agus droch-fhriotaíocht creimeadh, tá cóimhiotail mhaignéisiam teoranta ina n-iarratas forleathan i dtáirgeadh agus sa saol laethúil. Mar sin féin, nuair a chuirtear méid beag cré annamh leis, is féidir feabhas mór a chur ar airíonna éagsúla cóimhiotail mhaignéisiam. Tá gnéithe tearc-chré suite sa ghrúpa IIIB den tábla peiriadach. Tá struchtúr leictreonach na n-adamh is forimeallaí mar an gcéanna, tá dhá leictreon ag an dá cheann, agus tá an dara struchtúr leictreonach seachtrach cosúil. Athraíonn líon na leictreon ar an bhfithis 4f sa tríú ciseal go dtí an ciseal deireanach ó 0 go 14; Níl na hairíonna ceimiceacha difriúil go mór, agus tá siad go léir an-ghníomhach. Tá struchtúr dlúth criostail heicseagánach ag cóimhiotail mhaignéisiam agus eilimintí tearc-chré araon, agus mar sin tá intuaslagthacht ard soladach ag eilimintí cré neamhchoitianta i gcóimhiotail mhaignéisiam. Ach amháin i gcás Sc, is féidir leis na 16 eilimint tearc-chré eile céimeanna eutectic a dhéanamh le Mg, agus tá tuaslagthacht ard soladach i Mg ag formhór na n-eilimintí tearc-chré.
Tionchar Eilimintí Uathúla na Cruinne ar Íonú agus ar Mhíniú Gráin Mg Alloy
Tá airíonna ceimiceacha gníomhacha ag maignéisiam agus tá seans maith ann go n-imoibríonn sé le O2 agus H2O chun MgO a fhoirmiú, rud a fhágann go bhfuil cuimsiú ocsaíde i gcóimhiotail mhaignéisiam, rud a laghdaíonn cáilíocht agus feidhmíocht cóimhiotail mhaignéisiam. Go ginearálta bíonn cuimsiú ocsaídithe ar theorainneacha maitrís nó gráin teilgin cóimhiotail mhaignéisiam, rud a fhágann scoilteanna tuirse sa chóimhiotail agus laghdaítear airíonna meicniúla agus friotaíocht creimeadh. Ní hamháin go laghdófar líon na gcuimsithe trí eilimintí tearc-chré a chur leis, ach freisin an méid gráin a bheachtú agus feidhmíocht an chóimhiotail a fheabhsú.
Nuair a chuirtear eilimint tearc-chré Ce le cóimhiotal maignéisiam AM50, tá ról ag Ce i íonú an chóimhiotail, ag laghdú neamhíonachtaí mar Fe agus Ni. Is féidir leis an Chomh maith leis an méid gráin de chóimhiotail Mg Zn Zr easbhrúite a laghdú, agus nach bhfuil an méid gráin ann, is féidir é a laghdú ó 14.2μm go 3.2μm, titim go 3% (codán maise). Tá an laghdú chomh hard le 77%.
1. Tionchar na n-eilimintí tearc-chré ar airíonna meicniúla cóimhiotail Mg
Córas 1.1Mg Al RE
Is iad cóimhiotail mhaignéisiam sraith Mg Al na sraith cóimhiotail mhaignéisiam is éagsúla agus a úsáidtear go forleathan faoi láthair. I measc na n-eilimintí tearc-chré a chuirtear le cóimhiotail mhaignéisiam sraith Mg Al den chuid is mó tá Ce, Y, Nd, etc. Áirítear go príomha ar chóimhiotail Mg Al gan eilimintí tearc-chré - Mg dendrites agus comhdhúile intermetallic a dháileadh idir dendrites - céim Mg17Al12; Agus nuair a chuirtear eilimintí tearc-chré le Mg-3% cóimhiotail atá bunaithe ar Al, - éiríonn Mg dendrites níos míne, comhdhúile idirmhiotalacha - cuirtear Al11RE3 agus A12RE in ionad na céime Mg17Al12.
Tá an chéim Al11RE3 cobhsaí go bunúsach ag 200 céim. De réir mar a leanann an teocht ag ardú, athrófar céim Al11RE3 go céim Al2RE. Léiríonn sé seo freisin go bhfuil cobhsaíocht Al11RE3 coinníollach.
Tar éis eilimintí cré neamhchoitianta a chur leis, méadaíonn neart an chóimhiotail ag teocht an tseomra nó 200 céim, fanann an fadú ag leibhéal réasúnta ard. D'fhéadfadh go mbeadh baint ag an méadú ar neart tar éis eilimintí cré annamh a chur leis na fachtóirí seo a leanas: ar an gcéad dul síos, tá ról suntasach ag foirmiú cuid mhór de chomhdhúile intermetallic Al11RE3 chun teorainneacha dendrite a neartú; ar an dara dul síos, le heilimintí cré annamh a chur leis na hairm dendritic agus cuireadh feabhas ar neart chun cinn; Mar fhocal scoir, feabhsóidh cur le heilimintí cré annamh, go háirithe Y, neart na maitrís Mg trí neartú réiteach soladach.
Córas 1.2 mg-Zn-RE
Úsáidtear cóimhiotail Mg Zn go forleathan i gcóimhiotail mhaignéisiam dífhoirmithe agus tá cumas neartaithe maith ag dul in aois acu. Tá go leor cineálacha d'eilimintí tearc-chré a chuirtear le cóimhiotail Mg Zn, mar shampla Y, Er, Gd, Nd, Ce, etc. Tar éis eilimintí cré annamh a chur leis, feabhsaítear airíonna meicniúla an chóimhiotail, toisc gur féidir le heilimintí tearc-chré a bheachtú. méid gráin agus céimeanna neartú foirmeacha sa chóimhiotail, feabhas a chur ar neart an chóimhiotail.
Tháinig méadú ar neart teanntachta ó 123.8 MPa go 146.1 agus 130.6 MPa mar thoradh ar eilimintí tearc-chré a chur leis an Mg-3.8Zn-2.2Ca teilgthe, agus méadú ar fadú ó 2.4%. go 3.5% agus 2.9%, faoi seach.
Ní féidir le staidéar a dhéanamh ar eilimintí tearc-chré a chur le cóimhiotail teilgthe riachtanais neart cóimhiotail a chomhlíonadh. Tá taighdeoirí níos mó agus níos mó ag tosú ar staidéar a dhéanamh ar dhá-éifeachtaí dífhoirmithe agus eilimintí tearc-chré a chur leis ar airíonna cóimhiotail. Léirigh staidéar comparáideach ar chóimhiotail Mg teilgthe agus easbhrúite Mg{{{0}.0Zn-0.9Y-0.16Zr feabhas suntasach ar airíonna meicniúla tar éis easbhrúite, le neart teanntachta, neart toraidh , agus mhéadaigh fadú ó 168105 MPa agus 1.8% go 363317 MPa agus 12%, faoi seach. Cuirtear feabhas ar airíonna meicniúla i leith éifeacht scagtha gráin tar éis easbhrúite cóimhiotail. Feabhsaíodh airíonna meicniúla Mg-6Zn-1Mn-0.5Ce cóimhiotal tar éis easbhrúite freisin, agus méadaíodh an neart toraidh ó 209 MPa go 232 MPa, níor tháinig aon athrú ar an neart teanntachta go bunúsach, agus mhéadaigh fadú ó 11.5% go 14.7%. I gcomparáid leis an cóimhiotail teilgthe M-12Zn-1.5Er, tá feabhas suntasach tagtha ar airíonna meicniúla an chóimhiotail easbhrúite.
Córas 1.3 mg Li RE
Is é cóimhiotal mg Li an tsraith is éadrom de chóimhiotail mhaignéisiam. Tar éis eilimintí cré annamh a chur leis, feabhsaítear airíonna meicniúla cóimhiotail Mg Li trí neartú réiteach soladach agus foirmiú comhdhúile idirmhiotalacha beaga agus scaipthe. Tá go leor cineálacha d'eilimintí cré annamh a chuirtear le cóimhiotail Mg Li, mar shampla Y, Ce, Nd, etc.
Nuair a chuirtear eilimintí tearc-chré le Mg-5Li-3Al-2Is é an toradh a bhíonn ar chóimhiotal Zn ná céimeanna Al2RE nó Al3RE a fhoirmiú agus laghdaítear na céimeanna AlLi. Le gnéithe tearc-chré a chur leis, méadaítear neart teanntachta an chóimhiotail le méadú ar an méid breise. Mar sin féin, nuair a sháraíonn an méid breise 1.5% (maischodán), lagaíonn an neart teanntachta. Tá treocht an athraithe fadaithe mar an gcéanna le treocht an neart teanntachta. Nuair is é 1.5% (maischodán) an suim suimithe, tá an neart teanntachta agus fadú is fearr ag Mg-5Li-3Al-2Zn-1.5RE, is é sin 206.5 MPa agus 14.4%, faoi seach.
Is féidir le Nd neart teanntachta agus fadú cóimhiotail a fheabhsú freisin. Nuair is é an t-inneachar Nd 2.0% (maischodán), sroicheann neart teanntachta Mg-8Li-3Al alloy buaic 185.95MPa, agus nuair is é 1.6 an t-ábhar Nd % (codán mais), sroicheann an fadú buaic de 16.3%. Cuirtear an feabhas ar airíonna meicniúla i leith an laghdú ar Nd Chomh maith leis sin Méid na céime agus dáileadh na céime nua Al2Nd ag duillín srianta teorann na céime. Tá BinJiang et al. imscrúdaíodh éifeachtaí Ce agus Y ar airíonna Mg-8Li-2cóimhiotal Zn. Tá sé léirithe ag taighde gur féidir neart a fheabhsú trí 0.5% (maischodán) Ce agus Y a chur le Mg-8Li-2Zn alloy, agus faoi na coinníollacha céanna, is é éifeacht Y níos suntasaí ná sin Ce. Mar gheall ar 0.5% (maischodán) Y a shuimiú ag an am céanna, mhéadaigh sé fadú Mg-8Li{-2Zn alloy, agus laghdaigh Ce an fadú.
1.4 Eile
I gcás cóimhiotal Mg-4Y-4Sm-0.5Zr, lagaíonn an neart teanntachta agus an neart toraidh beagán le méadú ar theocht an easbhrúite; Ar a mhalairt, leis an méadú ar an teocht easbhrúite tar éis dul in aois, méadú ar an neart teanntachta agus neart toraidh. Nuair a bhíonn an cóimhiotail ag aois 200 céim ar feadh 16 uair an chloig, tá na hairíonna meicniúla is fearr ag an gcóimhiotal easbhrúite ag 400 céim, le neart teanntachta de 400 MPa, neart toraidh níos mó ná 300 MPa, agus fadú 7%. Tar éis 14 thimthriall de chomhbhrú easbhrúite, tháinig méadú 20%, 8.2%, agus 150% ar neart toraidh, neart teanntachta, agus fadú Mg-10Gd-2Y-0.5Zr cóimhiotail, faoi seach.
Má chuirtear eilimint tearc-chré Ce le M-3Sn-2Is féidir feabhas suntasach a chur ar airíonna meicniúla an chóimhiotail nuair a shroicheann an cion Ce 1.5% (maischodán) nó níos mó. Nuair a bhíonn an t-ábhar Ce 2% (codán mais), is é an méadú ar neart teanntachta, neart toraidh, agus fadú ag teocht an tseomra ná 24.4%, 28.6%, agus 73.7%, faoi seach. Is é an méadú ag 150 céim ná 22.4%, 28.8%, agus 56%, faoi seach.
Is féidir le eilimint tearc-chré Y neart na gcóimhiotail a fheabhsú freisin. Nuair a bhíonn an méid breise 1.5% (codán mais), tá airíonna meicniúla an chóimhiotail optamach, le neart teanntachta, neart toraidh, agus fadú ag teocht an tseomra de 150, 137MPa agus 3.2%, faoi seach, le méaduithe 18.1%, 22.3 %, agus 68.4%. Is iad na méaduithe comhfhreagracha ag 150 céim ná 19.8%, 24%, agus 54.9%, faoi seach. I dtaighde ChengWeili, fuarthas amach freisin gur féidir le Ce feabhas a chur ar airíonna meicniúla Mg-5Sn-4Zn.
Táirgeann HNRE cóimhiotal tearc-chré maignéisiam go léir thuasluaite, a bhfuil an-tóir orthu mar mháistir-chóimhiotail Mg-Gd, Mg-Nd, Mg-Zr, Mg-Ce, Mg-Y, Mg-Er. Is féidir na comhpháirteanna agus na cóimheasa go léir a shaincheapadh de réir riachtanas an chustaiméara.