铒在纯铝中固溶度的研究

采用金属型水冷模铸造制备了不同含饵量的Al-Er二元合金.通过对均匀化处理实验合金的电导率和显微组织的分析,研究了Er在纯铝中的固溶度.结果表明,在本实验条件下饵元素在铝基体的最大固溶度为0.1%(wt%).合金均匀化处理过程中析出相为AlEr相.同时,含铒过饱和固溶体的分解析出导致基体固溶度的贫化,由于固溶度的降低减小了舍金对电子的散射,使得合金的电导率升高.     

铒对工业纯铝显微组织和性能的影响

采用扫描电子显微镜、能谱仪、万能材料试验机等仪器,研究了稀土元素铒Er对工业纯铝显微组织和性能的影响。结果表明,在铸态组织中,除少量Er过饱和固溶于α-Al,其余以第二相的形式存在于晶界处。析出在晶界处的第二相存在两种形态:颗粒状和长条状。颗粒状的AlFeSiEr第二相含有较多的Er,长条状的AlFeSiEr第二相中的Er含量较少。在拉拔态组织中,Al-Er合金中的第二相多以颗粒状形式存在,而工业纯铝中的第二相还存在短棒状的第二相。对工业纯铝进行Er微合金化后,提高了硬铝导线的耐热性。其耐热性的提高是固溶Er阻碍位错和亚晶界迁移所致。     

Effects of Rare Earth Addition on Grain Refimement of Magnesium Alloy

根据稀土元素在镁合金中存在的形式及其作用,综述了稀土Ce、Nd、Y、Er及Sc在镁合金中的晶粒细化效果及其作用机理.一定量的Ce、Nd、Y、Er及Sc对镁合金晶粒均有细化作用,根据稀土固溶度的不同,其细化合金晶粒所加入的量也不同;镁合金晶粒开始粗化时所添加的稀土量是随着其在镁合金中的固溶度增加而增大的.     

稀土元素对镁合金晶粒细化的研究

根据稀土元素在镁合金中存在的形式及其作用,综述了稀土Ce、Nd、Y、Er及Sc在镁合金中的晶粒细化效果及其作用机理。一定量的Ce、Nd、Y、Er及Sc对镁合金晶粒均有细化作用,根据稀土固溶度的不同,其细化合金晶粒所加入的量也不同;镁合金晶粒开始粗化时所添加的稀土量是随着其在镁合金中的固溶度增加而增大的。     

稀土Er对ZK21镁合金组织的影响

研究了添加稀土Er（0～4.0%）对半连续铸造ZK21合金铸态和均匀化态组织的影响。结果表明,稀土Er的添加可有效细化铸态组织,加入2.0%的Er使合金的平均晶粒尺寸由94μm细化至62μm,减小了34%。Er在均匀化态合金中部分固溶于基体中,部分与Mg、Zn元素形成热稳定Mg-Zn-Er三元化合物相;当稀土含量高于0.5%时,合金中不存在二元Mg-Zn相。随着稀土含量的增加,Er在基体中的固溶度增大,化合物的体积百分数增多,与此同时,Zn在基体中的固溶度减少。合金的硬度在Er含量为2.0%时达到最大,这是基体中Zn、Er元素固溶强化和析出相强化的综合作用结果。     

含稀土铒元素Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织及力学性能的研究

采用金相观察、扫描电镜与能谱分析、显微硬度和力学性能测试等方法,研究了不同含量稀土元素Er对Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响。结果表明,在Al-Zn-Mg-Cu合金中添加Er元素后二次枝晶臂间距减小,枝晶网胞变薄。Er元素主要以Al8Cu4Er相形式存在于晶界,少量固溶于铝基体中。此外,Er元素能有效抑制Al-Zn-Mg-Cu合金发生再结晶,细化再结晶晶粒,提高合金时效强化效果。当Er含量超过0.3%时,脆性Al8Cu4Er相数量增多,导致合金力学性能变差。     

Al-Er和Si-Er二元合金的热力学性质

以Miedema混合焓模型为基础,计算Al-Er和Si-Er二元合金的部分热力学函数,如混合焓-H,过剩熵SE以及过剩吉布斯自由能GE以及各组元的活度.结合Al-Er和Si-Er二元相图计算了Al3Er和Er5Si3相析出反应的吉布斯自由能.结果表明:Al-Er和Si-Er二元合金的混合焓、过剩自由能与过剩熵在整个浓度范围内均为负值,各组元活度计算结果相对于理想熔体有较大的负偏差,说明Er原子与Al原子和Si原子都有很强的相互作用; Al3Er和Er5Si3相反应的吉布斯自由能均为负值,且Er5Si3相的反应吉布斯自由能比Al3Er相的小,因此Er加入到Al-Si合金中会优先与Si生成Er5Si3相,过剩的Er才与Al生成Al3Er相.     

退火对冷轧态Al-0.04Er和Al-0.08Zr合金组织和性能的影响

本文对比研究了Al-Er和Al-Zr冷轧后退火过程中的组织和性能变化。结果表明,相同含量的Er元素比Zr元素对电导率的影响小,而且在退火析出过程中Er元素能够比较充分的析出,退火后Al-Er合金的电导率高于Al-Zr合金。冷轧态Al-Zr合金退火过程中由于Zr原子的析出会导致电导率上升,但析出的二次相的增强作用较弱,由于退火过程中的回复和再结晶使得合金的硬度下降。冷轧态Al-Er合金在退火过程中Er原子的析出会导致电导率上升,而且析出的二次相能起到显著的增强作用,在退火过程中能够阻碍位错运动,合金的硬度会先出现上升,之后由于析出相的粗化使得其对回复和再结晶的阻碍作用减弱,合金的硬度下降。     

Al-Er-Zr合金的时效析出过程

利用显微硬度、TEM、HREM等测试方法对Al-Er-Zr合金的时效析出过程及析出相Al3(Er1-xZrx)的粗化行为进行研究。结果表明:二元合金Al-0.04Er在375℃时效5 min后出现硬度峰(约为40.3HV),随后迅速下降出现过时效;添加Zr能够显著提高其热稳定性,三元Al-Er-Zr合金中过时效现象显著滞后于Al-Er二元合金。在三元合金Al-Er-Zr中,随着Zr含量的增加,合金在长时间时效后,由于Er、Zr的协同析出而出现第二个更高的时效峰值,约为53.5HV,明显高于Al-Er二元合金的硬度。Al3(Er1-xZrx)粒子在高温粗化过程中逐渐长大,其平均直径d与退火时间t的关系符合LSW理论中的关系式。     

稀土铒在Al-Zn-Mg合金中的存在形式与细化机理

采用钢模铸造法制备了不同含量的稀土元素铒的Al-6Zn-2Mg合金, 利用金相组织观察、扫描电镜、透射电镜与能谱分析等分析测试手段, 研究了铒在合金中的存在形式与细化机理.结果表明: 铒在合金中主要有3种存在形式, 即固溶到基体α(Al)中、形成初生Al3Er相或以共晶化合物的形式分布在晶界、以细小Al3Er形式在晶内析出; 不同含量的铒能不同程度地细化晶粒, 当铒含量不超过0.25%时, 枝晶间距减少, 但晶粒没有明显细化, 当铒含量达0.4%时, 细化效果已非常显著, 随着铒含量的增大, 晶粒略为细小; 不同含量的铒对合金的细化机理取决于它在合金中的存在形式, 当铒含量较低时, 其细化机理符合传统的稀土铝合金细化机理, 当铒含量较高时, 由于在熔体中形成了初生Al3Er相, 这些Al3Er相可以作为非均质核心而使晶粒得到细化, 是合金的主要细化机理.     

Effects of erbium on microstructure and mechanical properties of as-cast Mg-7Zn-3Al alloy

Mg-7Zn-3Al-xEr(x=0.1,0.4,0.7) magnesium alloys were prepared by permanent mould casting.The effects of rare earth element of erbium on the microstructure and mechanical properties of as-cast Mg-7Zn-3Al alloy at both room temperature and elevated temperatures were investigated with optical microscopy,scanning electron microscopy/energy dispersive X-ray spectroscopy,differential scanning calorimetry,and tensile testing.The results show that the quasi-continuous grain boundary networkedτ(Mg_(32)(Al,Zn)_(49)...     

Compressive characteristics of closed-cell aluminum foams with different percentages of Er element

In the present study, closed-cell aluminum foams with different percentages of erbium(Er) element were successfully prepared. The distribution and existence form of erbium(Er) element and its effect on the compressive properties of the foams were investigated. Results show that Er uniformly distributes in the cell walls in the forms of Al3 Er intermetallic compound and Al-Er solid solutions. Compared with commercially pure aluminum foam, Er-containing foams possess higher micro-hardness, compressive strength and energy absorption capacity due to solid solution strengthening and second phase strengthening effects. Additionally, the amount of Er element should be controlled in the range of 0.10 wt.%-0.50 wt.% in order to obtain a good combination of compressive strength and energy absorption properties.     

As-cast microstructure of Al-Zn-Mg and Al-Zn-Mg-Cu alloys added erbium

1 INTRODUCTIONMany researches show that the properties ofaluminum and its alloys can be remarkablyi mproved withreasonable rare earth additions .Theactions of rare earth elements in the aluminumalloys consist in alterant-agent , micro-alloying andso on[1 3].By far element scandiumis the most ef-fective rare earth element which i mproves thealuminum alloys properties[4 6]. However , theprice of scandiumis very high.Therefore ,it s veryessential to find a new rare earth element , whichacts …     

微量Er在高强Al-Zn-Mg-Cu合金中的存在形式及其“遗传效应”

采用铁模铸造制备Al-Zn-Mg-Cu及Al-Zn-Mg-Cu-0.15% Er两种合金铸锭。利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）及能谱分析（EDS）、差热分析（DSC）、透射电镜（TEM）、X射线衍射分析（XRD）和常温拉伸等方法研究了Er元素在Al-Zn-Mg-Cu合金铸态组织、均匀化态组织、变形组织以及时效态组织中的存在形式、作用机理以及其对合金室温拉伸性能的影响。研究结果表明： 微量Er元素对Al-Zn-Mg-Cu合金铸态组织有一定细化作用,但这种作用较为有限。Er在合金中主要以三元Al8Cu4Er相的形式存在,该相在合金凝固过程中形成并偏聚在晶界附近,常出现在共晶网状结构之间。此外,还有少量的Er生成了细小Al3Er粒子。Al8Cu4Er相熔点约为573.8°C,为难溶硬脆第二相,在合金变形过程中易破碎从而会导致裂纹萌生或成为粒子诱发再结晶形核的核心,最终会对合金的综合力学性能产生不利的影响。     

Nano-composite Powder of Tungsten Coated Copper Produced by Thermo-chemistry Co-reduction

对Al-Mg-Mn-Zr-Er合金进行TIG焊接,研究了母材和焊缝的微观组织特征,重点研究了Er在焊缝中的存在形式及其对焊缝微观组织的影响.结果表明:Er在焊缝中以Al3Er相的形式存在,其中初生Al3Er具有细化晶粒的作用,次生Al3Er具有弥散强化的作用;在熔合线附近出现由细小等轴晶组成的细晶区,该区域的出现与Er元素的添加有关.     

Investigation of the Phase Relations in the Al-Rich Alloys of the Al-Sc-Hf System in Solid State

Using electrical resistivity measurements, optical microscopy, and scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive x-ray analysis (EDS), the combined solubility of Sc and Hf in solid Al and the phases in equilibrium with Al solid solution at 600, 500, and 400 °C were studied. The investigation indicated the progressive decrease of the total solubility of Sc and Hf in solid Al with increasing Sc/Hf ratio in the alloys and decreasing temperature. ScAl₃ and HfAl₃ were observed in equilibrium with Al without formation of a continuous solid solution between them. Based on the established extension of the Al solid solution and also extensions of the ScAl₃ + (Al) and HfAl₃ + (Al) phase fields, the partial isothermal section of the Al-Sc-Hf phase diagram at 600 °C was constructed.     

基于Miedema模型和Toop模型的Al-Si-Er合金热力学参数计算

运用Miedema混合焓模型计算了Al-Er、Si-Er和Al-Si二元合金的部分热力学性质,选择Er为非对称性组元,在此基础上结合Toop模型计算出Al-Si-Er三元合金的混合焓、过剩熵与过剩自由能。结果表明,Al-Si-Er三元合金的混合焓、过剩熵与过剩自由能在整个浓度范围内均为负值,在富Er和贫Er区域各热力学参数变化趋势较大。通过计算Al、Si和Er 3种组元的偏摩尔过剩自由能得到Al-Si-Er三元合金各组元的等活度值曲线。曲线显示各组元随着摩尔分数的减少其活度值都急剧减小,在三元系成分三角形的中心部分Al、Si和Er的活度值都很小,这表明Al、Si和Er 3种组元之间存在很强的相互作用,易形成三元金属间化合物,这一结论与Al-Si-Er三元相图的实际情况相符合。     

Zr含量对Al3(ZrxEr1-x)相价电子结构与合金性能的影响

用固体与分子经验电子理论(EET)计算研究了微量元素Er,Zr添加到铝合金中产生的Al3Er和Al(ZrIxEr1-x)相的价电子结构,探讨了不同Zr含量对Al3(ZrxFr1-x)相各电子结构参数的影响.计算结果表明:随着Zr原子含量的增加,表征强度性能的最强键上的共价电子对数na和相结构形成因子S会减小,这说明合金...     

铒微合金化铝合金的研究进展

微合金化是提高铝合金性能的重要途径,控制微量元素的种类和含量,充分发挥微量元素的作用是当前铝合金研究的主要方向之一。大量研究表明:廉价的Er能够起到有效的微合金化作用,Er元素在铝合金中可形成纳米级Al3Er强化相,并可通过与Zr复合作用形成Al3(ZrxEr1-x)复合相,比Al3Sc相具有更好的热稳定性,从而可以改善铝合金组织,大幅度提高铝合金的强度或塑性、明显抑制铝合金的再结晶以提高其耐热性,改善其综合性能。本文作者针对微合金化元素Er在铝合金中析出Al3Er相及Al3(ZrxEr1-x)复合相的过程及其对合金组织和性能的影响机理,以及Er微合金化在几类工业合金体系中的作用,介绍含铒铝合金的最新研究进展。