发布时间：2021-10-27点击：3105
1.稀土铜
铜及铜合金具有优异的导电、导热性能，，，，，，，良好的耐蚀性，，，，，，，无磁性和对水中微生物及藻类的防腐性、易于塑性加工和良好的可焊性等一系列特殊性能，，，，，，，且便于铸造，，，，，，，已成为现代工业的重要材料，，，，，，，被广泛应用于电子 、机电 、航空、航天等部门。。。。 。 。
稀土元素具有典型的金属性质化学性质极为活泼，，，，，，，几乎能与惰性气体以外的所有元素相互作用，，，，，，，是冶金工业中的“味精”。。。。 。 。
稀土在铜及铜合金中的应用在20世纪50年代就引起了各国科技工作者的广泛关注，，，，，，，目前已经成为研究的热点。。。。 。 。我国早在20世纪60年代就开始稀土在铜及铜合金中的应用研究，，，，，，，当时的研究较多地集中在改善铜及铜合金的冷热加工性能、耐蚀性能和耐磨性能上，，，，，，，并取得了一些有实用价值的成果，，，，，，，但这些研究一直进展缓慢，，，，，，，开发应用的领域也不多。。。。 。 。
2.稀土对铜及铜合金组织的影响
01净化组织
稀土净化铜及铜合金组织主要有两种方式：
（1）稀土与氧和硫的亲和势很强，，，，，，，形成熔点较高，，，，，，，热稳定性强，，，，，，，比重较小的稀土化合物，，，，，，，从而达到脱硫、脱氧的作用；；；；；； ；；又稀土元素很容易与原子态氢发生作用，，，，，，，生成RH2或RH3型稳定氢化物(R代表稀土金属)，，，，，，，这些氢化物以固溶体的形式溶于铜合金中，，，，，，，从而消除了氢的有害作用。。。。 。 。
（2）稀土与Pb、Bi等元素生成比铜熔点高的高熔点金属间化合物，，，，，，，因此在铜熔铸过程中，，，，，，，可以保持固体状态，，，，，，，与熔渣一起从液体金属铜合金中排除，，，，，，，达到脱Pb、Bi的目的。。。。 。 。
02细化组织
稀土对铜及铜合金显微组织的影响主要体现为细化晶粒，，，，，，，减少或消除柱状晶，，，，，，，扩大等轴晶区的作用。。。。 。 。
关于稀土细化铜及铜合金组织的作用机理主要存在三种观点：
(1)形成新晶核，，，，，，，抑制晶粒长大。。。。 。 。
(2)微晶化作用。。。。 。 。
(3)合金化作用。。。。 。 。
03稀土对夹杂物组织的影响
稀土对夹杂物组织的影响主要是改变杂质的形态和分布。。。。 。 。其主要表现有以下四种：
(1)减轻或消除合金结构中的树枝状晶形和柱状结晶。。。。 。 。
(2)使合金中某些呈条状、片状甚至块状的杂质，，，，，，，从而改善或提高了铜及其合金的机械及加工性能。。。。 。 。
(3)使合金中的某些有害杂质实现在金属微观体积上的再分布，，，，，，，或对某些杂质的宏观偏析发生影响，，，，，，，导致各种性能得以提高。。。。 。 。
(4)含稀土的化合物被吸附在金属或合金的晶界上，，，，，，，减少合金晶界上低熔点有害杂质的数量，，，，，，，从而减弱合金的高温回火脆性。。。。 。 。
3.稀土对铜及铜合金性能的影响
01对加工性能的影响
在铜合金中加入适量稀土金属，，，，，，，可以改善铜及铜合金的铸造性能。。。。 。 。对不同种类的铜合金，，，，，，，加入稀土后流动性可提高30%～40%。。。。 。 。
添加0.01%～0.03%混合稀土可显著提高变形铅黄铜的高温延伸率，，，，，，，改善热加工性能，，，，，，，减轻或消除热轧开裂现象。。。。 。 。稀土元素去除杂质的作用使晶界的强度提高，，，，，，，脆化相数量减少，，，，，，，因而使铜合金的高温σb 和δ均得以提高。。。。 。 。加入稀土可使残余应力值降低，，，，，，，稀土在一定变形度范围内(<14 %)可提高材料的冷变形能力。。。。 。 。
02对耐磨性能的影响
稀土和铜元素可以形成硬度较高、分布均匀的金属间化合物，，，，，，，这些化合物成为位错运动的阻力；；；；；； ；；而且稀土可以有效地改善夹杂物的存在形式和分布，，，，，，，减少其弱化晶界的可能，，，，，，，减少了承受载荷时沿晶界开裂的几率，，，，，，，因而提高了耐磨性。。。。 。 。
含有稀土的铸造黄铜具有较高的硬度及良好的塑性及韧性，，，，，，，可以缩短跑合阶段的时间，，，，，，，延长稳定磨损的阶段，，，，，，，从而达到减少磨耗,延长工件使用寿命的目的。。。。 。 。在高锰铝青铜中添加Ce和B，，，，，，，可使其干摩擦磨损减少20%左右，，，，，，，润滑摩擦磨损量减少50%左右。。。。 。 。
03对机械性能和导电性能的影响
稀土对铜及铜合金机械性能的影响主要表现在硬度、强度、塑性等方面。。。。 。 。稀土在纯铜中含量为0.1%～0.2%时，，，，，，，强度提高幅度较大，，，，，，，高于0.2%时强度提高缓慢。。。。 。 。
关于稀土对铜及铜合金导电性影响的机理一般认为是:一方面，，，，，，，稀土的细化作用使铜晶粒细化，，，，，，，晶界增加，，，，，，，电散射几率增大，，，，，，，导致电阻率增大，，，，，，，导电性下降；；；；；； ；；另一方面，，，，，，，稀土的净化作用使铜中杂质减少，，，，，，，晶格畸变减弱，，，，，，，电子散射几率减少，，，，，，，导电性改善。。。。 。 。
4.结论
稀土在铜及铜合金中具有净化组织、细化组织、改变夹杂物分布的作用，，，，，，，从而可以改善其加工性能、耐蚀耐磨性能，，，，，，，机械性能及导电性能等，，，，，，，所以对稀土改善铜及铜合金的性能寄予了更多期望。。。。 。 。
目前虽已成功开发出不少具有工业意义和实用价值的含稀土的铜及铜合金材料，，，，，，，但是更多的铜及铜合金尚未应用稀土，，，，，，，因此有待于开发出更多的含稀土的铜及铜合金新材料，，，，，，，使稀土在铜及铜合金中的应用范围更加宽广，，，，，，，能够达到工业化生产的目的。。。。 。 。稀土添加剂或中间合金产品的种类需要更加系列化，，，，，，，添加方法、工艺条件等参数需要更加完善。。。。 。 。
现在许多研究还停留在实验阶段，，，，，，，对于稀土能改善铜及铜合金性能的机理，，，，，，，影响规律，，，，，，，关键工艺技术等问题仍需要进一步探讨。。。。 。 。为了充分发挥我国稀土资源的优势，，，，，，，必须加强稀土在铜及铜合金中的应用研究和基础理论研究，，，，，，，以期促进稀土应用技术更加进步和扩大稀土的应用范围。。。。 。 。
来源：稀土中心
