ERBIUMHÄRTUNG VON ALUMINIUMLEGIERUNGEN
- Authors: Stozharov D.A., Martynova O.N.
- Issue: No 1 (18) (2021)
- Pages: 112-118
- Section: Mechanical engineering and mechanical engineering
- Published: 20.01.2022
- URL: https://vmuis.ru/smus/article/view/8843
- ID: 8843
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Abstract
Moderne energieintensive ausländische Technologien und das Fehlen von inländischen Technologien zur Herstellung von Aluminium-Erbium-Ligatur, die physikalische und mechanische Eigenschaften von Aluminiumlegierungen verbessern könnten, machen es relevant, eine Methode der aluminiumthermischen Rückgewinnung von Erbiumverbindungen aus Chlorid-Fluorid-Schmelzen zu entwickeln.
In dieser Arbeit wird eine analytische Übersicht verschiedener Verfahren zur Herstellung von Al-Er Ligatur gemacht. Diese Ligatur gilt als vielversprechender Zusatzstoff für Aluminiumlegierungen, der ihre physikalischen und mechanischen Eigenschaften verbessern kann. Es werden auch einige Nachteile verschiedener Herstellungsmethoden der Al-Er-Ligatur analysiert und dargestellt.
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Einführung
Aluminiumlegierungen haben eine breite Anwendung durch einen wertvollen Komplex von mechanischen, physikalischen und korrosiven Eigenschaften, der für in der Technik hoch geschätzt wird. Die meisten Aluminiumlegierungen haben eine hohe Korrosionsbeständigkeit in der natürlichen Erdatmosphäre, Meerwasser, in Lösungen vieler Salze und Chemikalien und gegenüber meisten Lebensmitteln. Die letzte Eigenschaft, kombiniert mit der Tatsache, dass Aluminium Vitamine nicht zerstört, ermöglicht eine weit verbreitete Verwendung in der Herstellung von Kochgeschirr. Verschiedene Konstruktionen aus Aluminiumlegierungen werden oft im Meerwasser verwendet. Aluminium wird in großem Umfang in Baukonstruktionen, z.B. in Türen, Fensterrahmen, elektrischen Kabeln verwendet. Aluminiumlegierungen sind bei Kontakt mit Beton, Mörtel, Putzmitteln für eine lange Zeit korrosionsbeständig, insbesondere wenn die Strukturen nicht häufig nass werden. Aluminium ist auch im Maschinenbau weit verbreitet, da es gute physikalische Eigenschaften hat.
Aber die Hauptbranche, die derzeit ohne Einsatz von Aluminium einfach nicht denkbar ist, ist natürlich die Luftfahrt. Geringes Gewicht, Korrosionsbeständigkeit, gute Verformbarkeit von Alluminiumlegierungen sind in der Luftfahrt von besonders großen Bedeutung. Eine der wirksamen Methoden zur Verbesserung der Mikrostruktur von Aluminiumlegierungen, ihrer mechanischen und Betriebseigenschaften ist die Mikrolegierung. Mikrolegierung ist die Einführung in ein Metall oder eine Legierung einer kleinen Menge von Legierungsadditiven, deren Gesamtgewicht 0,1% der Masse vom Basismetall oder der Basislegierung nicht überschreiten sollte. Das Ziel der mikrolegierung ist die Verbesserung der Betriebseigenschaften von strukturellen, hitzebeständigen, rostfreien Stählen, Nichteisenlegierungen und mögliche Änderung der Parameter vieler Halbleitermaterialien. Eine der aktuellen Aufgaben der Legierungsprozesse von Aluminiumlegierungen mit Seltenerdmetallen ist das Problem der Eingabe von Legierungszusatzstoffen in Legierungen. Die Verwendung von Aluminiumlegierungen mit Seltenerdmetallen-Legierungen ist durch die hohen Kosten der Seltenerdmetalle beschränkt, weil diese aus Erz-, Umlauf- und Sekundärrohstoffen nach komplexen technologischen Verfahren gewonnen werden.
Legierungsprozesse von Aluminiumlegierungen mit Seltenerdmetallen werden durch die Einführung der entsprechenden Ligaturen durchgeführt, deren Technologie der wichtigste Faktor bei der Bildung von Produktionskosten dieser Legierungen ist. Das wichtigste Verfahren zur Herstellung von Ligaturen mit Seltenerdmetallen ist eine direkte Verschmelzung, die durch hohe Energie- und Materialkosten gekennzeichnet ist, und deswegen die Verwendung von Aluminiumlegierungen mit Seltenerdmetallen stark begrenzt.
Erbium ist ein schweres Seltenerdmetall, das um den Faktor zehn weniger kostet als Scandium. Aus der ausländischen und inländischen Literatur ist der positive Einfluss von Erbium auf Aluminium und seine Legierungen von Legierungssystemen Al-Mg, Al-Zn-Mg, Al-Zn-Mg-Cu, Al-Li bekannt [2-4]. In der Arbeit [3] wurde eine metallographische Untersuchung der Al-Seltenerdmetalle–Ligaturen durchgeführt, einschließlich Al-1.7% (Gew.) Er, die in einem Induktionsofen hergestellt wurde und es wurde der Einfluss von Erbium auf die Struktur und Eigenschaften der Al-Sc-Zr-Legierung festgestellt.
In dieser Arbeit werden Methoden der Legierungsprozesse von Aluminium durch Erbium beschrieben.
Methoden der Erbiumhärtung von Aluminiumlegierungen
Erbium wird in die Legierung mit Ligaturen eingeführt, die durch Verschmelzen von reinen Komponenten erhalten werden [1, 2, 3, 5]. In der Arbeit [2] wurde das Schmelzen der Ligatur Al-1,7 Er in einem Induktionsofen in der Luftatmosphäre bei 800-900°C durchgeführt. Es wurde Stahlgießform gegossen. Es gibt bestimmte Nachteile dieses Verfahrens, darunter die Notwendigkeit, reines Metallerbium zu verwenden, oder es nach einem komplexen technologischen Verfahren vorläufig zu erhalten. Wegen einer großen Differenz zwischen Schmelzpunkten von Aluminium und Erbium (über 800°C) entstehen Schwierigkeiten bei deren Verschmelzen, sowie die damit verbundenen Verluste von der Legierungskomponente und Aluminium, die ungefähr bis zu 25% für Legierungskomponente und bis 10% für Aluminium betragen können [4]. Es wurde auch eine unvollständige Absorption des Erbiums beim Verschmelzen festgestellt. In der Struktur der Al-Er-Ligatur, die durch direktes Verschmelten erhalten wird, sind Erbiumoxide und komplexere Oxide von Aluminium vorhanden [2]. Das Vorhandensein von nichtmetallischen Verunreinigungen ist auf das Herstellungsverfahren der Ligatur zurückzuführen.
Bekannt sind auch Herstellungsverfahren von einer Zwischenlegierung Al-Er durch elektrolytische Reduktion von Herbium aus seinem Chlorid, das im Elektrolyten LiCl-AlCl3 vorhanden ist [6, 7]. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist die Verwendung von Erbiumchlorid (ErCl3), die eine hohe Flüchtigkeit bei der Temperatur dieses Herstellungprozesses aufweist, denn mit der Erhöhung der Ordnungszahl des Seltenerdmetalls erhöht sich die Flüchtigkeit seines Chlorids. Zum anderen sind sowie das Lithiumchlorid als auch das Erbiumchlorid feuchtigkeitsempfindlich, was zu einer Erhöhung der unwiderruflichen Verluste führen, die instrumentelle Prozessbildung erschweren und komplizieren und sowie die Effizienz dieses Verfahrens reduzieren kann.
In den Arbeiten, die Auswirkungen von Erbium auf Strukturen und Eigenschaften von Erbiumlegierungen untersuchen, wird Erbium in die Legierung in Form von einer durch Verschmelzen von reinen Metallen im Vakuum oder in der Luftatmosphäre erhaltenen Ligatur eingeführt. Das Fehlen einer Herstellungstechnologie von einer Erbiumligatur begrenzt Forschungen in Russland, und damit technologische Entwicklungen, die die Anwendung von Erbium als vielversprechendes Legierungsmittel für Aluminiumlegierungen mit erhöhten physikalischen und mechanischen Eigenschaften ermöglichen, darunter Kostenverringerung im Vergleich zu den bekannten Aluminiumlegierungen mit Skandium. Dies macht die Entwicklung einer inländischen Technologie zur Herstellung der Al-Er-Ligatur durch eine aluminothermische Reduktion von Verbindungen aus Chlorid-Fluorid-Schmelzen notwendig. Diese Technologie könnte die Energieeffizienz erhöhen und die Herstellungskosten von Ligaturen, die die Eigenschaften von Erzeugnissen aus Aluminiumlegierungen verbessern können.
Die Aluminium-Erbium-Ligaturen, die in der Übersicht analysiert wurden, wurden meist durch Verschmelzen vom metallischen Erbium mit Aluminium hergestellt, was zusammenfassen lässt, dass das direkte Verschmelzen zurzeit das wichtigste Verfahren ist, Erbiumligaturen herzustellen, das durch hohe Energie-und Materialkosten kennzeichnet, die sich sicherlich in den Ligaturenkosten wiederspiegeln und deswegen die Anwendung von Erbium-Aluminium-Legierungen einschränken.
Der Nachteil der betrachteten Verfahren ist die Notwendigkeit, ein reines Metallerbium in einem komplexen technologischen Verfahren zu erhalten, Schwierigkeiten beim Verschmelzen von Erbium mit Aluminium wegen einen großen Unterschied der Schmelzpunkten der Legierungskomponenten mit über 800°C, sowie eine Möglichkeit, die vorbereiteten Legierungen von Metall Reduktionsmittel (zB Kalzium) zu verunreinigen. Es wurde auch eine unzureichend vollständige Einführung von Erbium in die Legierung beobachtet.
Weiter möchten wir noch ein bekanntes Herstellungsverfahren von einer Aluminium-Ligatur (Patent RU №2421537, veröffentlicht 20.06.2011). Bei diesem Verfahren wird ein Ausgangsmöller verwendet, der aus Natriumfluorid, Kaliumchlorid, Scandiumoxid oder –fluorid, Aluminiumfluorid, Kaliumhydrofluorid, Zirkonium- und/oder Hafnium-Oxifluorid besteht. Diesen Möller wird mit dem metallischen Aluminium gemischt bei der Einhaltung der Massen-Beziehung von Mischungskomponenten des Möllers zum Aluminium, die 1:0,8-1,1 beträgt. Die resultierende Mischung wird in einem Tiegel bis zu einer Temperatur von 800-900°C erhitzt, dabei wird die aluminothermische Reduktion unter Durchmischung der Schmelze durchgeführt. Dann wird die Schmelze 15-30 Minuten standgehalten. Danach werden die flüssige Salzschmelze und die Ligatur in Gießformen gegossen.
Der Nachteil dieser Methode ist die mögliche Heterogenität der Ligatur, die aufgrund der großen Anzahl von Komponenten des Möllers entstehen kann. Es gibt auch die Notwendigkeit für energieintensive Vorarbeiten für eine gründliche Vermischung von sechs bis sieben Komponenten des Möllers, sowie einen hohen Salzenverbrauch pro Metalleinheit (das Massenverhältnis von den Komponenten des Möllers zu Aluminium beträgt 1:0,8-1,1). Das technische Ergebnis ist die Vereinfachung der Technologie zur Herstellung von Aluminium-Erbium-Ligatur durch die Wahl der rationalen Prozessparameter, die eine hohe Gewinnung von Seltenerdmetall Erbium in der Ligatur gewährleisten.
Dieses technische Ergebnis wird durch folgende Technologie erreicht. Zuerst bereitet man den ursprünglichen Möller, der zusätzlich Erbiumfluorid enthält. Man benutzt den folgenden Verhältnis der Komponenten, Gew. %: Erbiumfluorid 20-45; Natriumfluorid 10-22; Kaliumchlorid 37-68. Alle Komponenten werden in Pulverform nach dem Vortrocknen gründlich gemischt. Dann wird der ursprüngliche Möller mit Aluminiumkörnern gemischt, um das Massenverhältnis von den Möllerkomponenten zu Aluminium 1:0,2-0,75 zu gewährleisten. Danach wird die Mischung in einen Graphittiegel eingeführt. Es erfolgt vorläufige Erwärmung des ursprünglichen Möllers in einem Widerstandsofen. Die Reaktionsmischung wird im Ofen bei der Temperatur von 750 - 850°C in Laufe von 30 bis 60 Minuten erwärmt, sie wird gelegentlich umgerührt, was aluminothermische Reduktion fördert. Es entstehen Intermetallide Al3Er. Zum Schluss werden die Salzschmelze und die flüssige Ligatur in die Gießform separat gegossen.
Erbiumhärtung von Aluminiumlegierungen zieht immer mehr Aufmerksamkeit, weil es dabei eine Al3Er-Phase mit stabilem FCC-Gitter gebildet wird, die nach ihren strukturell-dreidimensionalen Parametern mit dem Aluminiumgitter vergleichbar ist. Das hat eine modifizierende Wirkung, weil eine große Anzahl von Kristallisationsernen (Al3Er) entsteht, mit denen die Körnerbildung einer festen Aluminiumlösung beginnt. Das sorgt bei anschließender Verformung für die Aushärtung von Aluminium und deren Legierungen durch die Erhöhung der elastischen Wechselwirkung der Teilchen von der Al3Er-Phase mit der Aluminium-Matrix. Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Kosten von Aluminiumlegierungen mit Scandium zu reduzieren, die mit der Verringerung des Scandiuminhalts verbunden sind. Dazu gehören:
1) Komplexe Legierung mit Übergangsmetallen wie Titan, Zirkonium, Hafnium. Die Auswahl der Metalle für die komplexe Legierung basiert auf der Fähigkeit der Metalle intermelallide Bindungen der Art Al3Me zu bilden, die strukturel-dimensional mit dem Aluminiumgitter vergleichbar sind. Der Nachteil dieser Beimengungen ist, dass die dabei gebildeten intermetalliden Bindungen mit kubisch-flächenzentrietem Gitter metastabil sind, und stabile Bildungen werden bei hohen Kristallisationsraten gebildet.
2) Ein weiterer Schwerpunkt in der Metallurgie von Aluminiumlegierungen ist die Mikrolegierung mit Seltenerdmetallen wie Er, Tm, Yb und Lu. Im Vergleich zu früher erwähnten Übergangsmetallen bilden schwere Seltenerdmetalle stabile Intermetallide, die sich in großen Mengen in Al3Sc-Phasen-Ausschneiden auflösen. Die geringe Löslichkeit dieser Seltenerdmetalle in Aluminium lässt jedoch eine übersättigte feste Lösung auf Aluminiumbasis nicht erhalten, deshalb kann man dadurch nur einen Teil des Scandiums in Aluminiumlegierungen ersetzen. Das Intermetall Al3Er hat eine kubische Struktur L12, die der Aluminiummatrix kohärent ist, das bestimmt seinen Einfluss auf die Struktur und Eigenschaften von Aluminium und seinen Legierungen.
Des Weiteren werden Daten über die Auswirkungen von Erbium auf die Struktur und Eigenschaften von Aluminium und Aluminiumlegierungen dargestellet. Die Daten stammen von der Analyse der wissenschaftlichen, technischen und Patentliteratur.
In der Arbeit [1] wurde die Legierung mit der Zusammensetzung Al-0,06 Sc-0,02 Er (at.% ) (Al-0,1 Sc-0,12 Er (Gew.% )) untersucht, es wurde gezeigt, dass Er eine erhebliche Menge an Scandium (bis zu 30at.% = 61,4 Gew.% ) in Phase Al3 (Sc1-x Erx) ersetzen kann. Die Autoren haben die Wachstumsrate (Koagulation) dieser Herausschneiden gemessen, anhand dieser Daten wurden die wichtigsten thermodynamischen und kinetischen Eigenschaften festgestellt, darunter freie Energie der Trennphasen-Transformationen und Diffusionskoeffizienten, und dann hat man diese mit den Eigenschaften der Legierungen der binären Systeme Al-Sc und Al-Er verglichen. Bei der Herstellung von Legierungen wurde die Ligatur Al-1% Er verwendet, die aus reinen Komponenten in einem Lichtbogenofen mit einer nicht verbrauchten Elektrode erhalten wurde.
In der Arbeit [10] wurden Strukturen und Härte der Al-Er, Al-Zr, Al-Er-Zr-Legierungen verglichen, um die synergistische Wirkung der beiden Legierungselemente zu identifizieren. Es wurde festgestellt, dass das Zirkonium in der Al-Er-Legierung das Wachstum (Koagulation) des sekundären Herausschneidens der Al3Er-Phase sowie den Zerfall der festen Lösung verlangsamt. Die Legierung Al-0,04 Er-0,08 Zr (at.% ) (Al-0,25 Er-0,27 Zr (Gew.% )) hat nach der Wärmebehandlung eine Härte von 560 MPa nach der Vickers-Skala, dagegen hat die Legierung Al-0,04 Er (at.% ) (Al-0,25 Er (Gew.%)) 400 MPa.
Die gemeinsame Wirkung von Zr und Er auf Aluminiumlegierungen wurde in den Arbeiten [10, 11] untersucht, es wurde die Tatsache bestätigt, dass die sekundären Phasen des Erbiums entlang der Korngrenzen ausschneiden und die Rolle einer Art Skelett spielen, das die Migration von Korngrenzen verlangsamt und das weitere Wachstum von Aluminiumkörnern verhindert. Teilchen Al3(Er-Zr) haben eine geringere Neigung zur Koagulation als - Al3Er. In Gegenwart von Erbium hat die Al3Zr-Phase mit zunehmender Zirkoniummenge einen mehr-kubischen Charakter.
In der Arbeit [12] wurde die Dispersionshärtung von Al-Er -, Al-Hf- und Al-Er-Hf-Legierungen untersucht. Es ergab sich, dass die gemeinsame Beimengung von 0,045 at.% Er und 0,18 at.% Hf in Alluminium einen maximalen Mikrohärtewert der Legierung von 640 MPa ergibt, der für binäre Systeme dieser Komponenten nicht erreichbar ist. Die Autoren behaupten jedoch, dass der synergistische Effekt umstritten ist, weil Erbium einerseits den Zerfall der festen Hafniumlösung in Aluminium fördert, und Hf andererseits den Zerfall der festen Erbiumlösung verlangsamt.
In der Arbeit [13] wurde die komplexe Wirkung der drei Elemente Er, Zr und Hf auf die Dispersionshärtung und den Widerstand der Rekristallisation von Aluminiumlegierungen mit diesen Elementen untersucht. Die maximale Härte für Al- 0,045 Er - 0,08 Zr - 0,1 Hf beträgt 644 MPa und nach isochroner Alterung bei 450 °C bzw. isothermer Alterung bei 350 °C im Laufe von 84 Stunden beträgt sie 662 MPa, was höher ist als die Werte für die Legierung Al - 0,045 Er - 0,18 Hf. Die Rekristallisationstemperatur der Al-Er-Hf-Zr-Legierung beträgt 450°C, was etwa 25°C höher ist als die der Al-Er-Hf-Legierung. Bei der Untersuchung der Wirkung von Al-Y, Al-Sm, Al-Gd, Al-Er, Al-Hf auf die Struktur und Eigenschaften der Al-Zr-Sc-Legierung wurde festgestellt, dass die Zugabe von 0,1% Erbium zu der Legierung Al-0,2% Zr–0,1% Sc maximale Härtung erreichen lässt, die nach der Ausdauer von 54 Stunden bei 370°C 50 HV beträgt.
In manchen Artikeln wurden die Auswirkungen auf verformbare Aluminiumlegierungen dargestellt.
In der Arbeit [13] wurde die Wirkung des Legierungselements Erbium auf die Struktur und Eigenschaften der verformbaren Legierungen Al-Mg, Al-Cu, Al-Zn-Mg, Al-Zn-Mg-Cu, Al-Li untersucht. In Aluminiumlegierungen mit Kupfer reduziert die Beimenge von Erbium die Verzweigung der Struktur, erhöht die Rekristallisationstemperatur ohne Änderung der Festigkeit. Außerdem wird die leichtschmelzbare Al8Cu4Er-Eutektik gebildet, die die Anzahl der Haupthärtungsphase CuAl2 dieser Legierungen reduziert.
Kornverfeinerung von Aluminium geschieht durch die Bildung von primären Intermetalliden Al3Er, die als Keime zur Körnerbildung in der festen Aluminiumlösung dienen und sich infolge der Kristallisation auf deren Rand befinden. Für normale Gussbedingungen von etwa 0,2 Gew.% Er kann es in der Aluminiummatrix aufgelöst werden. Die feste Lösung zerfällt mit der dispersiven sekundären Phase Al3Er, die der Aluminiummatrix bei der Homogenisierung bei 470 °C kohärent ist. Die Freisetzung von sekundären Phasen verursacht eine Erhöhung der Festigkeitseigenschaften der verformten Halbfertigprodukte aus der Legierung. Die Streckgrenze der Legierung mit 0,2 Gew.% Er ist 50% höher als die der Nicht-Er-Legierung. Die Rekristallisationstemperatur der Legierung mit 0,4 Gew. Er % ist etwa 25 °C höher als die der Legierung ohne Beimenge von Erbium. Die mechanischen Eigenschaften der Proben beim Dehnen des kaltgewalzten Blattes bei 150° C sind in Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1
Mechanische Eigenschaften der Proben beim Dehnen des kaltgewalzten Blattes bei 150 °C
Legierung | σB, MPa | σ0,2MPa | δ,% |
Al–4,5Mg | 297,5 | 198,9 | 32 |
Al–4,5Mg–0,7Mn | 327,5 | 206 | 24 |
Al–4,5Mg–0,7Mn–0,1Zr | 329 | 221 | 25 |
Al–4,5Mg–0,7Mn–0,1Zr–0,2Er | 350 | 314,2 | 23 |
Al–4,5Mg–0,7Mn–0,1Zr–0,4Er | 346,7 | 308 | 23 |
Al–4,5Mg–0,7Mn–0,1Zr–0,6Er | 345 | 302,5 | 19 |
In der Arbeit [14] wurde die Auswirkungen der Homogenisierung eines Barren auf die mechanischen Eigenschaften der geglühten Blätter bei der Prüfung auf eine einachsige Dehnung untersucht. Es wurde festgestellt, dass die Festigkeit der Legierung Al–Mg-Mn-Zr-Ti-Er mit dem Anstieg der Homogenisierungstemperatur erhöht und maximale Werte bei 510°C erreicht, und dann bei 520 °C stark reduziert. Die Festigkeit der Legierung, die nach dem zweistufigen Modus homogenisiert wurde, steigt mit dem Anstieg der Vorwärmtemperatur und wird höher als die der nach dem einstufigem Modus homogenisierten Legierung, wenn die Vorwärmtemperatur über 300 °C ist.
In der Arbeit [15] wurde die Wirkung von Erbium auf die Korrosionsbeständigkeit der Aluminium-Magnesium-Legierung untersucht. Es wurde gezeigt, dass das Vorhandensein von Erbium eine hohe elektrochemische Stabilität des passiven Legierungsfilms verursacht. Allerdings haben unterschiedliche Erbiuminhalte unterschiedliche Auswirkungen auf elektrochemisches Verhalten der Legierung. So mit einem niedrigen Erbiuminhalt bildet sich die Phase Al66.7Mg23.4Er10,die in höherem Maße negative Auswirkungen auf die elektrochemische Stabilität hat als die Phase Al3Er, die bei einem höheren Erbiuminhalt gebildet wird.
In der Arbeit [16] untersucht man die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften der neuen Legierung Al-Mg-Mn-Zr-Sc-Er, die auf der Grundlage der Aluminiumlegierung 1570 (Entwicklung von VILSa und CNII KM «Prometheus»), mit einer reduzierten Konzentration von Sc gebildet ist. Es wurden die technologischen Vorgänge der Herstellung von Walzblechen bestimmt, die maximale Werte der mechanischen Eigenschaften gewährleisten. Die Untersuchung ergab, dass die Platten mit einer Dicke von 2 mm haben die folgenden mechanischen Eigenschaften:σ0,2 = 480MPa, σB = 524MPa, δ= 4,2% nach dem Kaltwalzen und σ0,2 = 370MPa, σB = 470MPa, δ= 9,5% nach Wärmebehandlung bei 200°C im Laufe von einer Stunde.
Basierend auf den oben genannten Methoden der Aluminium-ErbiumßLegierungen wurde experimentell getestet, wie die Beimengen von 0,1;0,2;0,3% Erbium auf die die Legierung wirkt, die Legierung wurde bei einer Glühtemperatur von 250 hergestellt.
Wir haben einige Versuche durchgeführt und den Einfluss von Erbium als Legierungselement auf die Struktur und Eigenschaften von reinem Aluminium untersucht. Es wurde bewiesen, dass Erbium die Körnerstruktur verfeinert, sowie Härte, Festigkeit und thermische Stabilität durch Herausschneiden der Phase Al3Er erhöht. Es wurde die Abhängigkeit der Mikrohärte von Aluminium mit Er-Inhalt 0,1; 0,2; 0,3% Gew. von der Glühdauer und -temperatur untersucht.
Abb. 1. Abhängigkeit der Mikrohärte von Aluminium mit einem Er-Inhalt mit 0,1; 0,2; 0,3 Gew. % von der Glühdauer
Aus der in Abbildung gezeigten Abhängigkeitsanalyse 1 ist zu entnehmen, dass die Mikrohärte der Legierung mit der Zeit zunimmt und nach 75 Stunden bei einer Temperatur von 2500 C 58HV-Werte erreichen kann. Die Grafik veranschaulicht auch, dass die Mikrohärte mit dem Erbiuminhalt von 0,3% weiter zunimmt.
Zusammenfassung
Es wurde die Analyse von herkömmlichen Methoden der Alumonoumproduktion und wissenschaftlichen Artikeln durchgeführt, die schlussfolgern ließen, dass die Entwicklung einer Technologie zur Herstellung von Al-Er-Ligaturen aus Chlorid-Fluorid-Schmelzen nötig ist, die Produktionskosten reduzieren und die Energieeffizienz der Produktion neuer Ligaturen erhöhen lässt.
Die Ergebnisse der durchgeführten Analyse der wissenschaftlichen Artikeln zeigten, dass die Härtung von Aluminiumlegierungen mit den Seltenerdmetallen zur Verbesserung der physikalischen und chemischen Eigenschaften beiträgt. Derzeit gehen wir davon aus, dass die richtige Einführung von Erbium in Aluminiumlegierungen, die Bestimmung eines optimalen prozentualen Anteils sowie der Glühtemperatur den Übergang von den Übergangsmetallen zu den Seltenerdmetallen ermöglichen wird. Im Moment wird ein Experiment durchgeführt, dessen Ergebnisse die entwickelte Theorie bestätigen bzw. widerlegen können.
About the authors
Dmitry A. Stozharov
Author for correspondence.
Email: dimastozharov@yandex.ru
Russian Federation
Olga N. Martynova
Email: mart-olga@yandex.ru
Russian Federation
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