稀土Y对AlSi7Cu2Mg合金高温性能的影响
稀土钇(Y)对Al—5Mg合金锻造性能的影响研究
稀土钇（Y）对Al—5Mg合金锻造性能的影响研究作者：袁慧羚易荣喜郭平潘晓亮曾希来源：《科学与财富》2016年第06期摘要：制备含不同量稀土元素钇（Y）的Al-5Mg合金，采用金相显微镜观察合金的微观组织，研究了稀土（Y）对Al-5Mg合金锻造工艺对组织性能的影响，采用万能电子拉伸机测试合金的拉伸力学性能，研究了稀土（Y）对Al-5Mg合金的力学性能的影响。
关键字：稀土元素钇（Y）；Al-5Mg；组织性能；力学性能铸锭组织的纯净化、细晶化和均质化是提高合金综合性能的基础。
稀土在这些方面的作用尤为显著。
稀土在铝合金中的存在形式和细化机理一直是稀土铝合金的一个主要研究范畴。
以往的研究表明，稀土元素能有效减少铝合金的枝晶间距，但能起细化作用的稀土却很少。
本文的原料为纯度大于99.9%的铝锭和镁锭，在SG-3-10型3KW井式电阻炉内进行合金熔炼，获得Al-5Mg合金，其化学成分（质量分数，%）为：5Mg，余量为Al。
合金的凝固区间为590～635℃[1]。
通过加入不同的Y含量，分别制备试验合金，采用金相显微镜观察合金的微观组织，研究了稀土（Y）对Al-5Mg合金锻造工艺对组织性能的影响，采用万能电子拉伸机测试合金的拉伸力学性能，研究了稀土（Y）对Al-5Mg合金的力学性能的影响。
1.稀土钇（Y）对Al-5Mg合金锻造工艺对组织性能的影响Al-5Mg合金的晶粒（枝晶网胞）很粗大，在枝晶间分布着一些化合物；Al-5Mg+0.1%Y 合金晶粒尺寸变化不大，但枝晶间距有所减少；Al-5Mg+0.5%Y合金晶粒明显细化，但还存在一些枝晶；而与Al-5Mg合金相比，Al-5Mg+0.8%Y合金的晶粒细化了10倍以上，且其枝晶组织也已基本消除[2]。
由此可见，Y的加入可不同程度地细化铸态晶粒，当Y的添加量低于0.5%时，细化效果不明显；当Y含量为0.5%及以上时，Al-5Mg合金得到比较明显的细化。
由于Al-5Mg+0.5%Y合金冷轧前的原始晶粒比Al-5Mg合金细小一些，所以Al-5Mg+0.5%Y合金的冷轧态纤维状组织也更为细密[3]。
稀土元素对Al-Si-Cu-Mg系压铸铝合金组织和性能的影响
稀土元素对Al-Si-Cu-Mg系压铸铝合金组织和性能的影响摘要：通过单一测试方法将不同含量的CE，La和Sm添加到ADC12中。
通过拉伸试验数据和金相分析研究了稀土添加对ADC12组织和力学性能的影响。
结果表明，添加稀土元素可以改善ADC12的力学性能，改善并细化合金的力学性能和组织。
在单次试验中，当Ce，La和Sm的质量百分比分别为0.4％，0.4％和0.2％时，合金的机械性能最佳，抗拉强度、屈服强度比分别高10.9％，7.0％，16.1％和13.2%。
基体合金的伸长率比基体合金的伸长率高8.1％，Sm元素的含量为0.2％时，合金组织的细化效果最明显。
稀土元素对力学性能和组织细化的影响顺序为Sm大于Ce大于La。
关键词：压铸铝合金；稀土元素；微观组织；抗拉强度；延伸率与其他系列铝合金相比，铝硅系铸造合金具有良好的综合机械性能和较低的原材料成本，因此受到越来越多的关注。
广泛应用于汽车，航空，军工等领域。
ADC12铝合金是Al-Si系铸造合金之一，经过压铸后，由于其强度高，热膨胀系数小，高耐腐蚀性和良好的切屑性能，被用作生产汽车气缸、汽缸盖和发动机的理想材料。
然而，ADC12铝合金中存在许多块状，条状，长针状的Si相和大的枝晶α-Al相，这些因素阻碍了合金力学性能的提高。
因此，为了提高工业生产中铝合金的综合机械性能，经常对铝合金进行改性和精炼。
结果表明，稀土元素可与多种元素反应形成稳定的化合物，净化合金液，改善合金铸件的组织和缺陷，增强合金的力学性能。
因此，对于ADC12铝合金，通过一次实验将不同种类和含量的稀土元素添加到合金中，以分析稀土元素对压铸铝合金组织和性能的影响。
1 实验部分1.1 试样通过一次实验将不同数量的Ce，La和Sm添加到ADC12铝合金中。
以Al-La中间合金，Al-Ce中间合金和Al-Sm中间合金的形式添加稀土元素。
1. 2 仪器Sg2-5-12型坩埚电阻炉用于冶炼合金原料。
稀土金属对镍基高温合金析出相的影响
稀土金属对镍基高温合金析出相的影响稀土金属（REMS）在镍基超高温合金上凝固时的微观组织和偏析的影响正在被各方面探讨、研究。
稀土金属大大减少粗大柱状晶体的数量，增加了等轴晶粒的数量。
稀土金属以Ni5Ce沉淀在枝晶间区域被析出。
MC颗粒和MC碳化物的尺寸和分布都受REMs的影响。
REM严重加剧了铌和钛的偏析使共晶体（γ+γ´），Laves相，δ相和σ相在枝晶间析出。
差热分析表明，添加REM可以改变高温合金的相的析出温度和凝固顺序。
关键字：稀土金属偏析凝固镍基高温合金序言稀土金属（REMS）显著改善钢和高温合金的高温性能，如耐氧化，热加工性能，塑性和蠕变断裂。
同时，许多研究已经表明微量元素，如磷，硫，硼和锆，可以极大地影响铁和镍基高温合金的微观结构和凝固过程。
然而，REM对镍基高温合金的凝固影响是众所周知的。
为了区分REM对凝固过程的影响，揭示稀土金属对镍基高温合金的影响原理，目前的工作是设计采用含有微量的REM的Ni -Cr-Co合金。
实验在两锭（直径90mm和高度200mm）合金试样，一锭没有REM（命名为合金1）和另一锭有REM（命名为合金2）通过真空感应熔炼制备了两种合金的熔化。
在1540℃，保持10分钟，然后倒入铸铁模具经空气冷却。
表1为这两种合金的组合成分。
样品为了能用光学显微镜和能用X射线耦合分析的扫描电子显微镜观测、分析，先经过2000砂砾机械抛光然后在10ml的磷酸和90ml水溶液电解腐蚀。
试品使用双射流抛光装置司特尔tenupol-5用10%高氯酸电解质在乙醇溶液中-20℃和20 V在透射型电子显微镜（TEM；TECNAI 20电子显微镜）下观察。
在200 kV下TEM观察作。
在15 NA的光束强度和加速电压20 kV下用CAMECA SX100电子探针分析（EPMA）对稀土元素的偏析和分布的程度进行分析。
利用离散点测量技术的EPMA确定了三枝晶核至少组合物和三枝晶区域。
稀土元素Nd、Y和Gd对AZ系镁合金组织和高温力学性能的影响
河南科技大学硕士学位论文稀土元素Nd、Y和Gd对AZ系镁合金组织和高温力学性能的影响姓名：***申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：***@摘要论文题目：稀土元素Nd、Y和Gd对AZ系镁合金组织和高温力学性能的影响专业：材料学研究生：王小强指导教师：李全安摘要镁合金是最轻的工程结构材料，具有比强度和比刚度高，电磁屏蔽性、减震性和散热性好等优点，以及优异的加工性能和良好的铸造性能。
镁合金材料已被广泛应用于汽车、通讯和航天等相关行业。
但是镁合金的耐热性较差，高温强度、蠕变性能较低。
耐热性差是阻碍镁合金广泛应用的主要原因之一，当温度升高时，镁合金的强度和抗蠕变性能大幅度下降，使它难以作为关键零件（如发动机零件）材料在汽车等工业中得到更广泛的应用。
本文通过合金制备、微观分析和力学性能测试等方法，研究了稀土元素Nd、Y和Gd对AZ91和AZ81镁合金微观组织和高温力学性能的影响。
研究结果表明：适量稀土元素Nd、Y和Gd能够明显细化AZ91和AZ81镁合金的显微组织，提高合金固溶时效状态下的室温和高温强度，合金的延伸率也得到提高。
AZ91镁合金中加入Nd(1-4wt%)后，随着Nd含量的增加，室温和150℃下合金的强度都是先升后降，Nd含量为1%时合金的强度均达到最大值，分别为247MPa和203MPa，比不含Nd的AZ91提高了10.7%和29.3%；Nd含量为2%时，合金在150℃和250℃下的延伸率达到最大，分别是10.48%和13.7%。
AZ81镁合金中加入Y(1-4wt%)，经固溶时效处理后，随着稀土Y含量增加，在室温和150℃下，合金的强度和延伸率基本上呈先升后降的趋势。
当Y含量为2%时合金在室温下的强度和延伸率达到最大，分别为277MPa和11%，与未加Y 的AZ81相比室温强度提高了36.5%。
Y含量为1%时合金150℃下的高温强度和延伸率也达到最大，分别为220MPa和12.4%，与未加Y的AZ81相比高温强度提高了40.1%。
稀土Y和热处理对Al-Mg2Si合金机械性能.
稀土Y和热处理对Al-Mg2Si合金机械性能与摩擦磨损性能的影响H.R. Jafari Nodooshan，刘文才，吴国华，A. Bahrami，和M.Emamy（收稿于2013年9月20日；修改于2013年12月30日）摘要：本文研究了热处理和稀土元素Y对Al-15% Mg2Si铸造合金显微组织、力学性能及摩擦磨损性能的影响。
显微组织结果表明：在所有的复合材料试样和钇金属间化合物(Al2Y相)中，初生Mg2Si相和Mg2Si二次相存在富集现象。
稀土元素Y不影响初晶Mg2Si的大小和形状，但会使伪共晶Mg2Si组织由片状变为细小的纤维状或棒状。
结果表明：添加适量的Y可以减少Mg2Si固溶于基体的量，导致Al2Y相析出，改善力学性能。
含稀土元素Y为0.5%的合金极限拉伸强度（UTS）可达290MPa ，伸长率为4.3%。
经过在520℃下保温4h的固溶处理后，随着稀土元素Y含量的增加，合金的抗拉强度不断增加，当稀土元素Y的含量为1%时，抗拉强度达到最大值。
经过热处理的合金在室温时最大限拉伸强度和伸长率分别为294 MPa和7.4%。
在浇铸样品中，发现断口表面有粗糙的小台阶，表明是一种脆性失效的模式。
含质量分数为0.5 wt.%的稀土元素Y的合金则有碎屑和少量的初晶Mg2Si。
经过热处理的合金断口表面有较粗且均匀的韧窝，表明是以韧性断裂模式进行的。
磨损试验结果表明,当稀土元素的含量为0.3 wt.%时，所有试样的耐磨性均增加。
据扫描电子显微镜观察显示，磨损表面的磨损机制以磨料磨损为主，同时伴有粘着磨损。
关键字：铸造；机械性能；金属基复合材料(MMCs)；磨损1、前言为了满足现代工业对高性能轻质材料的生产要求,铝基复合材料(AMCs)作为一种先进的高性能工程材料得到了广泛的应用。
这是因为AMCs具有良好的物理机械性能,如优良的铸造性能,低密度,和良好的耐磨性,以及良好的耐高温性[1、2]。
此外,铝还适用各种强化机制[ 3、4]。
稀土元素对ni-cr-al合金高温氧化影响机理的研究
稀土元素对ni-cr-al合金高温氧化影响机理的研究稀土元素添加到NiCrAl合金中，可以显著提高其高温氧化抗性。
这种提高抗性的机理，主要由以下几个方面构成：
1. 形成稳定的氧化物层：稀土元素可以与Al形成氧化物，这种氧化物能够在高温下保持稳定并且能够吸附氧气分子。
这样就可以形成一个稳定的氧化物层，起到防护作用，减缓了高温氧化的进程。
2. 抑制氧化反应：稀土元素还可以吸附大量的氧气分子，并抑制NiCrAl合金表面的氧化反应。
这样可以减缓合金表面氧化的速率，并有效延长合金的使用寿命。
3. 减少分解产物的析出：稀土元素可以抑制合金中的分解反应，减少有害分解产物的析出。
这些分解产物可以破坏合金的结构，导致合金失效。
综上所述，稀土元素对NiCrAl合金高温氧化抗性的提高主要是通过形成稳定的氧化物层、抑制氧化反应并减少分解产物的析出来实现的。
稀土合金的高温力学性能研究
稀土合金的高温力学性能研究稀土合金在现代工业中的应用那可是越来越广泛啦，特别是在一些需要承受高温、高压等极端条件的领域，比如说航空航天、汽车制造、能源开发等等。
今天咱们就来好好聊聊稀土合金的高温力学性能。
我记得有一次去一家工厂参观，看到他们正在生产一种用于汽车发动机的稀土合金部件。
那个场景真是让我印象深刻！工人们穿着整齐的工作服，在高温的熔炉旁边忙碌着。
那熔炉里的火光红彤彤的，映照着他们专注的脸庞。
稀土合金在高温环境下的力学性能表现可是相当重要的。
首先来说说强度吧，在高温下，一般的金属材料往往会因为原子的热运动加剧，导致金属内部的结构发生变化，从而使强度下降。
但稀土合金就不太一样，它里面的稀土元素能够有效地阻碍位错的运动，增强原子之间的结合力，所以在高温下依然能保持较高的强度。
再来说说韧性，这也是衡量稀土合金高温力学性能的一个关键指标。
有的合金在高温下变得很脆，稍微一受力就断裂了。
但稀土合金在高温下的韧性还是不错的，这得归功于稀土元素能够细化晶粒，减少晶界处的缺陷，从而提高了合金的塑性变形能力。
还有一个重要的方面就是蠕变性能。
啥是蠕变呢？简单说就是在高温和恒定应力的作用下，材料会慢慢发生变形。
稀土合金在这方面表现也不错，它能有效地抵抗蠕变，保持形状的稳定。
咱们就拿航空发动机为例吧。
在飞机飞行的时候，发动机内部的温度那是相当高的，如果使用的合金材料高温力学性能不好，那可就麻烦大了。
发动机可能会出现故障，甚至影响飞行安全。
而稀土合金的出色表现，就能让飞机飞得更稳、更安全。
在研究稀土合金的高温力学性能时，科学家们可是费了不少心思。
他们要通过各种复杂的实验设备和测试方法，来获取准确的数据。
比如说高温拉伸实验，把稀土合金样品放在高温炉里加热到指定的温度，然后用拉伸机对它施加拉力，看看它能承受多大的力而不断裂。
还有高温硬度测试，用硬度计在高温下测量合金的硬度，了解它在高温下的耐磨性能。
这些实验都需要非常精细的操作和严格的控制条件，稍有不慎，得出的数据就不准确啦。
稀土合金的热处理对性能的影响
稀土合金的热处理对性能的影响稀土合金可不是咱们日常生活中随随便便就能碰到的东西，但它在工业领域那可是有着相当重要的地位。
今儿咱就来唠唠稀土合金的热处理对性能的影响。
我先给您讲讲我之前在工厂里的一段经历。
有一次，我们接到一个任务，要生产一批稀土合金零件。
那时候，大家对稀土合金的热处理还不是特别熟悉，所以一开始都有点摸不着头脑。
咱们先来说说啥是稀土合金。
稀土合金就是把稀土元素加到其他金属里形成的合金。
这稀土元素就像是调料，加得合适，这合金的性能就能大大提升。
而热处理呢，就像是给合金做一场“魔法变身”。
通过加热、保温和冷却的过程，改变合金内部的组织结构，从而影响它的性能。
比如说，经过合适的热处理，稀土合金的硬度能变得更高。
就像我之前提到的那批零件，如果热处理不到位，硬度不够，装到机器上没几天就磨损得不行，影响整个机器的运转。
但要是热处理恰到好处，那硬度杠杠的，用起来又持久又可靠。
还有啊，稀土合金的韧性也会因为热处理而改变。
韧性好的合金，就不容易断裂。
我记得有一次，因为热处理温度没控制好，生产出来的零件太脆，轻轻一敲就断了，这可把大家急坏了，又得重新来过。
再说说它的耐腐蚀性能。
经过恰当的热处理，稀土合金能更好地抵抗各种腐蚀环境。
就好比在潮湿的工厂环境里，经过良好热处理的稀土合金零件能长时间保持完好，不生锈不被腐蚀。
另外，热处理还能影响稀土合金的耐磨性。
这在一些需要频繁摩擦的部件中特别重要。
要是耐磨性不好，用不了多久就得更换，既费钱又耽误事儿。
总之，稀土合金的热处理可不是一件简单的事儿。
每个环节都得精心控制，温度、时间、冷却速度，一个都不能马虎。
就像做饭一样，火候、时间掌握好了，才能做出美味佳肴。
稀土合金的热处理做好了，才能让它的性能发挥到极致，为各种工业应用提供可靠的材料支持。
回想当初在工厂里为了弄好这批稀土合金零件，大家日夜钻研，不断尝试，那种专注和努力的场景至今还历历在目。
也正是通过那一次的经历，让我深刻认识到稀土合金的热处理对性能的影响有多么关键。
稀土元素对合金高温氧化的影响
稀土元素对合金高温氧化的影响稀土元素是指周期表中镧系元素和锕系元素，它们在合金高温氧化过程中发挥着重要的作用。
合金是由两种或更多种金属或非金属元素组成的材料，具有优异的性能和广泛的应用领域。
然而，在高温环境下，合金容易发生氧化反应，导致性能下降甚至失效。
稀土元素的加入可以显著改善合金的高温氧化性能，下面将详细介绍其影响。
稀土元素能够形成稀土氧化物膜覆盖在合金表面，起到了一种保护层的作用。
这种氧化物膜可以阻断氧气和其他有害物质的侵入，减缓合金的氧化速度。
同时，稀土氧化物膜还具有一定的自修复能力，能够在局部破损处重新形成，保持合金的整体性能。
因此，稀土元素的加入可以有效延缓合金的高温氧化过程。
稀土元素还能够改变合金的晶界结构，提高晶界的稳定性和抗氧化性能。
晶界是由晶粒之间的界面组成，容易形成裂纹和氧化反应。
稀土元素的加入可以促使晶界结构的紧密性增加，减少晶界的缺陷和敏感性。
这种结构改变可以提高合金的高温强度和耐腐蚀性，延长其使用寿命。
稀土元素还可以与合金中的其他元素形成稳定的化合物，改善合金的热稳定性和抗氧化性能。
这些化合物在高温下不容易分解或氧化，能够阻碍氧气和其他有害气体的进入。
稀土元素的加入还可以降低合金的熔点和蒸发速率，提高合金的热稳定性，减少高温下的相变和烧蚀现象。
稀土元素还能够调整合金的晶体结构和晶格缺陷，提高合金的高温力学性能。
稀土元素的加入可以改变合金的晶体生长速率和晶格畸变程度，使合金晶粒更加均匀细小，提高其力学性能。
稀土元素还可以填充合金的晶格缺陷，增强其稳定性和抗氧化性能。
这些改变可以提高合金的高温强度、塑性和韧性，使其在高温下保持优异的性能。
稀土元素对合金高温氧化有着重要的影响。
稀土元素能够形成氧化物膜、改变晶界结构、形成稳定的化合物以及调整晶体结构和晶格缺陷，从而提高合金的高温氧化性能。
稀土元素的加入可以延缓合金的氧化速度，降低合金的熔点和蒸发速率，提高合金的热稳定性和抗氧化性能。
稀土元素对高温合金强度的影响
稀土元素对高温合金强度的影响稀土元素这玩意儿，听起来是不是有点神秘？其实啊，它们在高温合金强度这方面可有着大作用呢！先给您讲讲啥是高温合金。
就说咱常见的飞机发动机吧，那里面的零件在工作的时候，温度高得吓人，普通材料根本扛不住。
这时候高温合金就登场了，它能在高温环境下依然保持良好的性能。
而稀土元素就像是高温合金的“超级助手”。
就拿我之前在实验室里的一次观察来说，那真是让我印象深刻。
当时我们正在研究一种含有稀土元素钇（Y）的高温合金。
在显微镜下，我仔细地观察着它的微观结构，那一个个细小的晶粒排列得整整齐齐，就像是训练有素的士兵方阵。
当我们对这种合金进行拉伸测试时，发现它的强度比不含钇的合金高出了一大截。
稀土元素为啥能有这么大的能耐呢？这是因为它们能够细化晶粒。
您想想，晶粒变得细小而且均匀了，就像是把一大块土地划分成了很多小块的农田，每一块都能被精心耕种，这样整体的质量和稳定性不就提高了嘛。
再比如说稀土元素铈（Ce），它能净化合金中的杂质。
就好像是在一个大班级里，把那些调皮捣蛋、影响秩序的“坏学生”给清理出去，留下的都是听话认真的“好学生”，整个班级的氛围和成绩自然就好了。
还有啊，稀土元素镧（La）能增强合金的抗氧化性能。
高温环境下，就像在烈日炎炎的沙漠中行走，很容易被“晒坏”。
但有了镧的保护，就像是给高温合金穿上了一层防晒衣，让它不容易受到氧化的侵害，从而保持良好的强度。
不过呢，稀土元素的加入也不是越多越好。
这就好比做菜放盐，放少了没味道，放多了齁得慌。
如果稀土元素加得太多，反而可能会产生一些不利的影响，比如导致合金的韧性下降。
所以啊，在利用稀土元素来提高高温合金强度的时候，科研人员就像是一位经验丰富的大厨，要精准地掌握好“用量”，才能烹饪出一道美味的“强度大餐”。
总的来说，稀土元素对于高温合金强度的影响是多方面的，而且非常重要。
未来，随着研究的不断深入，相信稀土元素会在高温合金领域发挥出更加神奇的作用，为我们的科技发展做出更大的贡献！就像当初我在实验室里看到的那个含有钇的高温合金一样，给人带来满满的惊喜和期待。
稀土Y及固溶处理对AM60镁合金组织和力学性能的影响
第２７卷第２期２００６年４月材料热处理学报ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ０ＦＭＡＴＥＲＩＡＬＳＡＮＤＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＶ０１．２７Ｎｏ．２Ａｐｒｉｌ２００６稀土Ｙ及固溶处理对ＡＭ６０镁合金组织和力学性能的影响宋波，刘勇兵，杨晓红，安健（吉林大学汽车材料教育部重点实验室，吉林长春１３００２２）摘要：研究了添加少量稀土Ｙ及固溶处理对ＡＭ６０合金显微组织和室温力学性能的影响。
结果表明：稀土Ｙ的加入能显著提高合金的抗拉强度盯。
、屈服强度盯。
、伸长率占。
ＡＭ６０铸造合金中加入Ｙ后，与Ａｌ形成颗粒状的稀土化合物Ａｌ：Ｙ，使合金中的７相Ｍｇｌ，Ａｌ。
：数量减少，合金组织得到细化。
固溶处理（Ｔ４）后，７一Ｍｇ，，Ａｌ。
：相基本溶解，热稳定性较高的稀土化合物相未溶解，使合金的抗拉强度进一步提高。
ＡＭ６０．０．４％Ｙ合金的拉伸试样断口为带有局部韧窝的解理断裂和韧性断裂的混合特征。
关键词：铸造镁合金；稀土Ｙ；固溶处理；显微组织；力学性能中图分类号ｉＴＧｌ４６．２２；ＴＧｌ３６文献标识码：Ａ文章编号：１００９．６２６４（２００６）０２—００３４—０３镁合金具有高的比强度和比刚度、减震性能、磁屏蔽性能、切削性能及可回收性，被广泛应用于汽车、铁路、航天航空等工业¨‘４。
采用镁合金制造的汽车零部件可减轻车重，提高燃料经济性，降低排放，因此，国外已大量采用镁合金制造汽车轮毂、变速箱和方向盘等几十种零部件；其中ＡＺ９１和ＡＭ６０两种镁合金占汽车用量的９０％¨。
ＡＭ６０合金韧性好于ＡＺ９１合金但强度不及于ＡＺ９１合金，为了满足轮毂的性能要求，提高ＡＭ６０合金的力学性能就成为迫切需要解决的问题。
目前，提高镁合金的室温及高温性能常采用合金化的方法。
稀土元素可以净化合金溶液，改善合金铸造性能，细化组织，增强合金耐蚀性能，进而提高合金室温及高温性能∞１。
本文研究了稀土Ｙ及固溶处理对ＡＭ６０铸造镁合金的显微组织和室温力学性能的影响，为提高ＡＭ６０铸造镁合金的性能和扩大其使用范围提供参考。
稀土对Al_Si_Cu_Mg合金组织和性能的影响_李荣德
（ ａ） 铸态
（ ｂ） Ｔ６热处理态
图２ Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｍｇ合金的微观组织
Ｆｉｇ． ２ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｍｇ ａｌｌｏｙ
强化了合金基体， 是热处理后合金强度提高的主要原 因 。 为 了 满 足 Ｍｇ２Ｓｉ相 需 要 长 时 间 保 温 才 能 充 分 溶 解 的 热处理工艺， 合金组织中的共晶硅相经历了扩散熔断、 球化和粗化的过程， 因此在本次试验的热处理工艺条 件下， 共晶硅相尺寸增大。
Ｎｏ．５ １０．００ １．５０ ０．５０ ０．２０ ０．２０ ０．４０
稀土合金在高温超导中的应用
稀土合金在高温超导中的应用稀土合金这玩意儿，在高温超导里的应用可真是个有趣又神奇的事儿！先来说说啥是稀土合金吧。
稀土合金呀，就是由稀土元素和其他金属元素混合而成的“宝贝”。
稀土元素就像一群有特殊本领的小精灵，当它们和其他金属元素手拉手组成稀土合金后，就有了许多让人惊叹的特性。
咱就拿钇钡铜氧（YBa₂Cu₃O₇）这种稀土合金来说吧。
有一次我在实验室里，亲眼看到研究人员在对它进行各种测试。
那专注的神情，就好像在对待一件绝世珍宝。
他们把这玩意儿放在高温环境下，眼睛一眨不眨地盯着各种仪器的数据变化。
你猜怎么着？它居然在高温下展现出了超级厉害的超导性能！这超导性能有啥用呢？比如说，在电力传输方面，如果能用上这种具有高温超导特性的稀土合金，那电能在传输过程中的损耗就能大大降低。
想象一下，以往从发电厂出来的电，在经过长长的电线传输到咱们家里时，会有不少电能在路上偷偷“溜走”。
但有了稀土合金的帮忙，这些“溜走”的电能就能被牢牢抓住，咱们就能用上更多更稳定的电啦！再比如说，在磁悬浮列车上。
要是轨道和列车的关键部位用上稀土合金制造的高温超导材料，列车就能像飞一样地在轨道上“飘”起来，又快又稳。
这可不是科幻电影里的场景，而是实实在在有可能实现的未来交通方式。
还有在医疗领域，像磁共振成像（MRI）设备。
要是里面的关键部件用了稀土合金的高温超导材料，那成像效果就会更加清晰准确，医生就能更容易发现我们身体里的小毛病，早发现早治疗。
不过，要让稀土合金在高温超导中发挥出最大的作用，可不是一件容易的事儿。
这就好比要让一群调皮的孩子乖乖排好队，还得一起完成一项艰巨的任务。
从稀土合金的制备工艺，到如何保证它在高温下的稳定性和可靠性，每一个环节都充满了挑战。
研究人员们为了攻克这些难题，那可是绞尽了脑汁。
我就见过一位科学家，为了找到一种理想的稀土合金配方，在实验室里连续奋战了好几个星期。
每天都是早早地来，深夜才离开，吃饭都顾不上。
最终，当实验取得成功的那一刻，他脸上的疲惫瞬间被兴奋所取代。
稀土合金的高温性能研究
稀土合金的高温性能研究稀土合金，这玩意儿可有点意思！你知道吗，咱们生活中的好多高科技产品都离不开它。
今天，咱们就来好好聊聊稀土合金的高温性能。
先说说我之前遇到的一件事吧。
有一次，我去一家工厂参观，正好赶上他们在测试一种新的稀土合金材料用于制造高温环境下的零部件。
那场面，真是让我印象深刻。
只见工人们穿着厚厚的防护服，小心翼翼地把材料放进高温熔炉里。
我站在一旁，隔着玻璃，都能感受到那扑面而来的热浪。
我心里直犯嘀咕：“这材料能经受得住这么高的温度吗？”随着时间一分一秒过去，熔炉里的温度不断升高，我的心也跟着悬了起来。
终于，测试时间到了，当材料被取出来的那一刻，所有人都瞪大了眼睛。
结果让人惊喜！这种稀土合金材料在经历了高温的“洗礼”后，居然没有出现明显的变形和损坏。
这让在场的所有人都忍不住欢呼起来。
通过这件事，我对稀土合金的高温性能产生了浓厚的兴趣。
稀土合金在高温下能有出色的表现，这可不是偶然。
它的成分和结构起着至关重要的作用。
稀土元素的加入，就像是给合金注入了一股神奇的力量。
比如说，稀土元素能够细化合金的晶粒。
这就好比把一块大蛋糕切成许多小块，每一小块都更加精致，从而使得合金在高温下更加稳定。
而且，稀土元素还能净化合金的晶界，减少杂质的影响，就像给道路清除了障碍物，让材料在高温下的性能更加优越。
另外，稀土合金的高温抗氧化性能也相当出色。
在高温环境中，金属很容易与氧气发生反应，从而被氧化腐蚀。
但稀土合金就像是有一层坚固的“保护罩”，能够有效地抵抗氧化。
为了研究稀土合金的高温性能，科学家们可是费了不少心思。
他们要进行各种各样的实验，比如高温拉伸实验、高温硬度测试等等。
这些实验可不是轻松的活儿，需要精确的仪器设备和严谨的操作流程。
在高温拉伸实验中，科研人员会把稀土合金制成特定的试样，然后放在高温环境下，用专门的拉伸设备对其进行拉伸。
通过测量试样在不同温度下的伸长量和抗拉强度，来评估稀土合金的高温力学性能。
而高温硬度测试呢，则是用硬度计在高温下对合金进行测量，看看它的硬度是否能够保持稳定。
稀土Y对AlSi7Cu2Mg合金高温性能的影响
第 23 卷第 7 期中国有色金属学报 2013 年 7 月 V ol.23 No.7 The Chinese Journal of Nonferrous Metals July2013 文章编号：10040609(2013)07185506稀土 Y 对 AlSi7Cu2Mg 合金高温性能的影响张文达，杨 晶，刘 云，党惊知，徐 宏(中北大学 材料科学与工程学院，太原 030051)摘 要：利用高温拉伸力学性能测试仪、 扫描电镜(SEM)和DTA等测试分析手段， 研究不同含量Y对AlSi7Cu2Mg 合金的高温力学性能的影响。
结果表明：随温度的升高，Y含量为0.15%(质量分数)的AlSi7Cu2Mg合金的强度及 伸长率均呈下降趋势；随着 Y 含量的增加，AlSi7Cu2Mg合金在 250 ℃的高温强度(抗拉强度和屈服强度)和伸长 率先增加后降低；Y含量为0.1%的AlSi7Cu2Mg合金的高温力学性能最高，抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为 275 MPa、240 MPa和12.4%；微量Y对AlSi7Cu2Mg合金的强化作用主要是其对Si相的变质细化作用，在Y含 量为0.1%时，Si相获得最佳的变质效果。
关键词: 稀土Y；AlSiCuMg 合金；高温力学性能；变质中图分类号：TG 146.21 文献标志码：AEffect of Y on high temperature mechanical properties ofAlSi7Cu2Mg alloyZHANG Wenda, YANG Jing, LIU Yun, DANG Jinzhi, XU Hong(School of Materials Science and Engineering, North University of China, Taiyuan 030051, China)Abstract: The effect of Y contents on the high temperature mechanical properties of AlSi7Cu2Mg alloys was investigated by electronic universal material testing machine, scanning electron microscopy (SEM) and differential thermal analysis (DTA). The results indicate that the ultimate tensile strength and elongation of the AlSi7Cu2Mg alloy with 0.15% Y (mass fraction) decrease with increasing temperature. The ultimate tensile strength, yield strength and elongation of the AlSi7Cu2Mg alloys with 0.1% Y increase up to the maximum value and then decrease with increasing Y content at 250 ℃. The alloy with 0.1% Y has the highest high temperature mechanical properties (ultimate tensile strength of 275 MPa, yield strength of 240 MPa and elongation of 12.4%). The strengthening effect of trace Y on the AlSi7Cu2Mg alloys is mainly relying on the modification of eutectic Si phase, the optimal modification of Si phase can be obtained with 0.1% Y.Key words:rare earth Y; AlSiCuMg alloy; high temperature mechanical properties; modification稀土微合金化一直是提高合金性能、挖掘合金潜 力的重要手段 [1] ，稀土在铸造铝合金中起到细化组 织 [2] 、净化熔体、减少气体和夹杂物含量 [3] 、降低线膨 胀系数、减少铸造铝合金的裂纹源 [4] 、提高合金常温 和高温力学性能等方面的良好作用 [5−8] 。
稀土钇对金属间化合物Mg17Al12性能的影响-
图 1 Mg17Al12+x %Y 合金的显微组织 Fig.1 SEM micrograph of Mg17Al12+x%Y alloys: (a) Mg17Al12+0.5%Y, (b) Mg17Al12+1.0%Y, (c) Mg17Al12+2.0%Y, (d)
Mg17Al12+4.0%Y, (e) Mg17Al12 + 5.0%Y
KEY WORDS metallic materials, Mg17Al12, yttrium(Y), eutectic, microstructures
镁合金, 特别是Mg-Al系合金, 在汽车、机械制造、 电子通讯、航空航天等领域有广阔的应用前景[1-3]。MgAl 系合金的铸造组织由α-Mg 固溶体与非平衡结晶 生成的β-Mg17Al12相组成, β相质地硬而且脆, 呈骨骼 状分布于枝晶间和晶界处。β相的晶体结构、化学成 分及电极电位与α-Mg 基相不同, 因而改变β相的含
根据基体(图 1b 区域 1)和新相(图 1a 箭头 A)的 EDS 图谱(图 2), 并结合图 3 中的 X 射线衍射图谱, 可 判断基体为 Mg17Al12。不规则灰白色相为 Al 和 Y 生 成的新相, 忽略少量 Mg 的影响则其中 Al、Y 的质量 比为 30.70∶63.78, 与理论 Al2Y 中 Al、Y 的重量之比 37.76∶62.24 非常接近, 再结合图 3 的 X 射线衍射图 谱, 可知此新相为 Al2Y。两种元素的电负性差值越 大越易形成化合物[8], 对比镁(1.3)铝(1.6)钇(1.2)三种 元素的电负性可知[9], Al2Y 的电负性差值最大, 说明 在合金的凝固过程中 Y 最先与 Al 形成化合物 Al2Y。
稀土元素对镍基高温合金热强性能的影响及作用
稀土元素对镍基高温合金热强性能的影响及作用宋燕;阳辉;向朝玉;周越成;龙金求;杨学焘【摘要】镍基合金因其固溶合金的基体从固态到绝对零度都保持奥氏体,使其既能在低温下使用,又能在接近1200℃的高温环境中使用,被广泛应用于电力、石化、航空航天、核电和控制环境污染等工业领域,是工程材料最重要的类别之一.然而,随着科学技术的发展,材料的性能要求也越来越高,高性能金属材料已成为一个新的发展方向.稀土元素的微观结构具有其特殊性,且化学性质比较活泼,合金中加入一定比例稀土元素对净化晶界、细化合金组织有很好的效果,同时合金的高温抗氧化性、抗蠕变性、热加工性有明显提高.因此,研究人员做了大量的实验来探索稀土元素对镍基高温合金性能的影响.本文主要针对近几年来国内外研究者在这方面的研究成果进行综述,探索稀土元素对镍基高温合金热强性能的影响.【期刊名称】《中国金属通报》【年(卷),期】2018(000)012【总页数】2页(P104-105)【关键词】镍基高温合金;稀土;热强性能【作者】宋燕;阳辉;向朝玉;周越成;龙金求;杨学焘【作者单位】贵州大学材料与冶金学院,贵州贵阳 550025;贵州大学材料与冶金学院,贵州贵阳 550025;贵州大学材料与冶金学院,贵州贵阳 550025;贵州大学材料与冶金学院,贵州贵阳 550025;贵州大学材料与冶金学院,贵州贵阳 550025;贵州大学材料与冶金学院,贵州贵阳 550025【正文语种】中文【中图分类】TG132.3以镍基高温合金为原材料的高温结构部件，其热强性能是其所铸零件的一个重要性能指标。
元素原子的电子结构决定了元素原子的物理化学性质，稀土元素原子奇特的原子结构使得其元素原子具有活泼性强、三价离子最为稳定和部分稀土元素原子杂化过程中电子运动方式不同等特性。
随着稀土的开发和分离技术的发展和成熟，稀土元素越来越广泛地应用于金属材料的性能改善方面，且都取得了可观的成果。
稀土在钢铁材料、有色金属材料、稀有金属材料和高温金属材料中起着极为重要的作用。
钇及混合稀土对镁铝锌合金组织与性能的影响
特种铸造及有色合金 2003 年第 5 期
钇及混合稀土对镁铝锌合金组织与性能的影响 3
华 南 理 工 大 学 刘宏伟 3 3 罗承萍 刘江文
摘 要 探讨了钇和混合稀土对不同铝锌比的镁铝锌合金的显微组织 、时效析出以及常温拉伸性能的影响 。添加稀土元
素之后 ,镁铝锌合金的铸态组织得到细化 ,并在显微组织中形成铝的稀土相 ;合金的时效峰值稍有提高 ,时效峰值的出现时 间因为稀土元素的添加而有所滞后 。添加稀土元素使镁合金的室温拉伸性能得到提高 。
表 1 合金的成分
编号
牌号
名义成分配比 (质量分数) / %
实际成分配比 (质量分数) / %
1
AZ91
Mg - 9. 0Al - 1. 0Zn - 0. 2Mn
2
AZ91WE Mg - 9. 0Al - 1. 0Zn - 1. 0 Y- 1. 0MM - 0. 2Mn
3
AZ64
Mg - 6. 0Al - 4. 0Zn - 0. 2Mn
2 试验结果
2. 1 光学金相组织
图 1 为上述 6 种合金的铸态组织 。图 1 a 为 AZ91 合金原始组织的光学金相照片 。根据 Mg2Al 二元合金 相图[13 ]和 Mg2Al2Zn 三元合金相图[14 ] ,它是由灰白色基 体相 (α) 、黑白相混的共晶相 (α+γ) 和晶粒内部的黑色 析出相颗粒 (γ Ⅱ) 组成的 。图 1 c 为 AZ64 试样铸态组 织 。晶界上也可以观察到共晶相 ,分布在晶内的是二次 析出相 。晶界上可见少量连续析出物 。图 1 e 为 AZ46 试样的铸态组织 ,和 AZ64 的铸态组织很接近 。
14
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稀土y对高强高导铜合金热力学
稀土y对高强高导铜合金热力学
高强高导铜合金是一种具有优异性能的材料，其具有高强度、高导电性、高热导性等特点，因此在电子、航空、航天等领域得到广泛应用。
稀土y是高强高导铜合金中的一种添加元素，其对高强高导铜合金的热力学性能具有重要影响。
稀土y的加入可以改善高强高导铜合金的热力学性能，主要表现在以下几个方面：
1.稀土y的加入可以提高高强高导铜合金的热稳定性。
稀土y可以与铜原子形成化学键，从而稳定合金的晶格结构，减少晶格缺陷的产生，提高合金的热稳定性。
2.稀土y的加入可以提高高强高导铜合金的热膨胀系数。
稀土y的原子半径较大，加入后可以扩大合金的晶格结构，从而提高合金的热膨胀系数，使其更加适合高温环境下的应用。
3.稀土y的加入可以提高高强高导铜合金的热导率。
稀土y的原子结构具有复杂的电子结构，可以与铜原子形成复合物，从而提高合金的热导率。
4.稀土y的加入可以提高高强高导铜合金的抗氧化性能。
稀土y可以与氧化物形成化学键，从而减少氧化物的产生，提高合金的抗氧化性能。
稀土y的加入可以显著改善高强高导铜合金的热力学性能，使其更加适合高温、高压、高速等极端环境下的应用。
因此，在高强高导铜合金的制备过程中，稀土y的加入是一种非常有效的方法，可以提高合金的性能，扩大其应用范围。
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第 23 卷第 7 期中国有色金属学报 2013 年 7 月 V ol.23 No.7 The Chinese Journal of Nonferrous Metals July2013 文章编号：10040609(2013)07185506稀土 Y 对 AlSi7Cu2Mg 合金高温性能的影响张文达，杨 晶，刘 云，党惊知，徐 宏(中北大学 材料科学与工程学院，太原 030051)摘 要：利用高温拉伸力学性能测试仪、 扫描电镜(SEM)和DTA等测试分析手段， 研究不同含量Y对AlSi7Cu2Mg 合金的高温力学性能的影响。
结果表明：随温度的升高，Y含量为0.15%(质量分数)的AlSi7Cu2Mg合金的强度及 伸长率均呈下降趋势；随着 Y 含量的增加，AlSi7Cu2Mg合金在 250 ℃的高温强度(抗拉强度和屈服强度)和伸长 率先增加后降低；Y含量为0.1%的AlSi7Cu2Mg合金的高温力学性能最高，抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为 275 MPa、240 MPa和12.4%；微量Y对AlSi7Cu2Mg合金的强化作用主要是其对Si相的变质细化作用，在Y含 量为0.1%时，Si相获得最佳的变质效果。
关键词: 稀土Y；AlSiCuMg 合金；高温力学性能；变质中图分类号：TG 146.21 文献标志码：AEffect of Y on high temperature mechanical properties ofAlSi7Cu2Mg alloyZHANG Wenda, YANG Jing, LIU Yun, DANG Jinzhi, XU Hong(School of Materials Science and Engineering, North University of China, Taiyuan 030051, China)Abstract: The effect of Y contents on the high temperature mechanical properties of AlSi7Cu2Mg alloys was investigated by electronic universal material testing machine, scanning electron microscopy (SEM) and differential thermal analysis (DTA). The results indicate that the ultimate tensile strength and elongation of the AlSi7Cu2Mg alloy with 0.15% Y (mass fraction) decrease with increasing temperature. The ultimate tensile strength, yield strength and elongation of the AlSi7Cu2Mg alloys with 0.1% Y increase up to the maximum value and then decrease with increasing Y content at 250 ℃. The alloy with 0.1% Y has the highest high temperature mechanical properties (ultimate tensile strength of 275 MPa, yield strength of 240 MPa and elongation of 12.4%). The strengthening effect of trace Y on the AlSi7Cu2Mg alloys is mainly relying on the modification of eutectic Si phase, the optimal modification of Si phase can be obtained with 0.1% Y.Key words:rare earth Y; AlSiCuMg alloy; high temperature mechanical properties; modification稀土微合金化一直是提高合金性能、挖掘合金潜 力的重要手段 [1] ，稀土在铸造铝合金中起到细化组 织 [2] 、净化熔体、减少气体和夹杂物含量 [3] 、降低线膨 胀系数、减少铸造铝合金的裂纹源 [4] 、提高合金常温 和高温力学性能等方面的良好作用 [5−8] 。
李慧中等 [9] 认为 Y 在 AlCuMg 合金中减少铜和镁元素在铝中的 固溶度，并形成YCu4Al8 化合物，降低高温瞬时强度， 但可增加该合金的硬度，提高合金在250 ℃经 100 h 高温热暴露后的高温瞬时强度。
且 Y 加入 2519 铝合 金中主要形成Al6Cu6Y稀土化合物并沿晶界分布；改 变了合金铸态中第二相的形貌及大小，加入适量的 Y (0.1%)对2519铝合金铸态中的第二相具有球化和细化 作用 [10] 。
侯文胜等 [11] 研究了稀土Y对过共晶铝硅合金 组织与磨损性能的影响，结果表明，稀土Y与铝生成基金项目：山西省科技攻关基金资助项目(20090321075)收稿日期：20121024；修订日期：20130416通信作者：杨 晶，教授，博士；电话：03513921264；Email：yangjing@中国有色金属学报 2013 年7 月 1856富铝稀土相 β 相(Al3Y)，生成温度远高于铝的熔点， 且在高温下具有比铝高得多的强度，它们的存在将阻 止高温下晶粒长大和晶界滑移，起到晶界强化作用， 能提高铝及其合金的高温强度。
AlSiCuMg 系铸造铝合金因其密度低、有良好 的铸造性能、力学性能和优异的耐腐蚀性而被公认为 车辆发动机中最重要的合金材料之一 [12−15] 。
在车辆技 术的发展中，高功率密度发动机动力水平的发展是一 项关键技术，然而随着功率密度提高，发动机缸体缸 盖用材料耐高温性能逐渐不能满足要求。
为改善铸造 发动机缸体缸盖用传统材料 AlSi7Cu2Mg 合金的高温 (200~300 ℃)性能，本文作者研究 Y 含量为 0.15%的 AlSi7Cu2Mg 合金在不同温度下的高温力学性能和不 同Y含量的AlSi7Cu2Mg合金在250℃下的高温力学 性能，探讨了稀土Y对其高温性能影响。
1 实验采用AlSi12、AlMn10、AlCu50、AlZr4、AlTi5B1 中间合金、纯 Mg 和纯 Al 在 30 kg 电阻炉中熔制 AlSi7Cu2Mg母合金， 成分见表1。
通过将AlSi7Cu2Mg 母合金重熔后分别添加适量铝钇中间合金，获取名义 Y含量(质量分数)分别为0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、 0.25%、0.5%和 0.8%的合金试样。
试样采用金属型于 (700±5) ℃浇注，热处理后加工成尺寸为d5 mm×25 mm的拉伸试样。
热处理工艺采用T6热处理工艺，即 固溶处理(490℃，8 h)+(515℃，6 h)+(538℃，4 h)， 然后淬火(室温水淬)，时效处理(170℃，8 h，空冷)。
表1 实验材料的化学成分Table 1 Composition analysis of experimental alloy (mass fraction,%)Si Cu Mg Mn Ti Zr Al6.8 1.5 0.35 0.17 0.18 0.14 Bal.在新三思CMT−5105电子万能材料试验机上进行 高温拉伸性能测试，升温速率为 10 ℃/min，分别在 200、250和300℃下保温10 min后以2 mm/min 速度 拉伸，每组试样力学性能值取至少 3根试样值的平均 值。
采用北京恒久HCT差热分析仪对各组合金试样进 行差热分析(DTA)测试，采用 A12O3 坩埚作为样品坩 埚和参比坩埚，测量温度范围从室温至700 ℃，加热 速率为5℃/ min。
采用蔡司EVO MA15扫描电子显微 镜观察和分析显微组织。
组织观察试样取自各拉伸试 样夹持端，组织腐蚀剂为盐酸(3 mL)、硝酸(5 mL)、 氢氟酸(2 mL)和蒸馏水(250 mL)的混合液。
2 结果与分析2.1 稀土 Y 对 AlSi7Cu2Mg 合金高温力学性能的影响图 1 所示为 Y 含量为 0.15%的 AlSi7Cu2Mg合金 和文献[13−15]中同类铝合金在不同温度(200、250 和 300 ℃)下的力学性能。
从图1(a)可以看出，在200 ℃ 下添加 Y 的合金的抗拉强度比未添加 Y 的 AlSi7Cu2Mg合金的抗拉强度略低8 MPa， 而在250 和 300 ℃下则比未添加Y的同类发动机缸体缸盖用铝合 金的抗拉强度高出15~26 MPa。
从图1(b)可以看出， 添加Y 的AlSi7Cu2Mg合金伸长率随拉伸温度的升高 而降低，这同文献[13]中未添加 Y 的 AlSi7Cu2Mg 合 金的伸长率变化规律相同，但添加 0.15%Y 的 AlSi7Cu2Mg 合金的伸长率则比同类合金的 [13−15]高出图1 含Y 0.15%的AlSi7Cu2Mg合金在不同温度下的力学 性能Fig. 1 Tensile properties of AlSi7Cu2Mg alloy containing 0.15%Y at various temperatures: (a) Tensile strength; (b) Elongation第 23 卷第 7 期 张文达，等：稀土 Y 对 AlSi7Cu2Mg 合金高温性能的影响 185765%~100%。
故添加0.15%Y 的AlSi7Cu2Mg 合金的在 高温下具有较好的强度和塑性。
通常发动机用铸造铝合金的耐热温度范围主要集 中在200到300 ℃之间，因而选取250 ℃来研究不同 Y 含量对合金力学性能影响。
由图 2(a)可以看出，随 Y 含量的增加，合金在250℃高温下保温10 min 后的 抗拉强度和屈服强度表现出相同的规律，即随着Y 含 量的增加， 高温强度先增加后降低。