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紫杂铜的稀土除杂及微合金化热力学研究及实践
  • ISSN号:0258-7076
  • 期刊名称:《稀有金属》
  • 时间:0
  • 分类:TF811[冶金工程—有色金属冶金]
  • 作者机构:[1]中国科学院金属研究所,辽宁沈阳110016, [2]烟台大学环境与材料工程学院,山东烟台264005, [3]沈阳理工大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳110159
  • 相关基金:中国科学院第二批支撑服务国家战略性新兴产业科技行动计划专项支持项目(2012102);山东省高等学校科技计划项目(J15LA52);烟台大学博士启动基金项目(HJ16801)资助
中文摘要:

紫杂铜中多种微量杂质元素并存,其中的杂质元素会恶化铜材的加工性能和物理力学性能,进而缩短铜材的使用寿命。稀土元素在紫杂铜中可以起到除杂、微合金化、细化组织、改善力学性能和耐蚀性能等多种作用。分别从稀土元素镧、铈在铜中除杂的热力学原理、除杂顺序、稀土相的存在形式、微合金化机制、稀土诱导铜微观组织转变的判据及工业化应用等方面进行了研究和阐述。结果表明,稀土的净化作用、晶粒细化及第二相强化作用可以改善紫杂铜的力学性能和耐蚀性能,稀土Ce除杂的热力学顺序为:O〉S〉Bi〉Sn〉Pb〉Si〉Al〉Ag〉Fe。稀土微合金化可以使铜的凝固组织发生柱状晶向等轴晶的转变(CET),稀土的净化效应和成分过冷共同作用导致了纯铜中CET的转变,建立了基于稀土含量为判据的CET预测模型,并确定了铜凝固组织发生CET转变的临界稀土La含量为0.14%。未来,紫杂铜的稀土除杂直接再利用技术有望得到实际工业应用。

英文摘要:

Many kinds of impurity elements exist in impure red-copper, which would deteriorate the processability, the physical and mechanical properties and shorten the service life of copper products. Rare earth (RE) elements addition can remove impurities, mi- croalloy, refine microstructure, improve mechanical properties and corrosion resistance properties. In this paper, the thermodynamic mechanisms and rules of RE removing impurities, the existence forms of RE phases, the mechanisms of microalloying, the microstrue- ture transition induced by RE and the application of RE in industrial production were explored and discussed in details. Results showed that RE refining improved the mechanical properties and the corrosion resistance properties of impure red-coppers for the purification effect, the grain refining and the second phase strengthening effect. The thermodynamic order of Ce removing impurities was O 〉 S 〉 Bi 〉 Sn 〉 Pb 〉 Si 〉 A1 〉 Ag 〉 Fe. RE alloying resulted in a columnar to equiaxed transition (CET) for the effects of purification and con- stitutional undercooling. A new prediction model for CET based on the RE content was established and the critical composition of CET of pure copper with RE La microalloying was 0.14%. Considering the above research results, the direct reuse technology of impure red-copper by removing impurities with RE elements would gain industrial application in near future.

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期刊信息
  • 《稀有金属》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京有色金属研究总院
  • 主编:屠海令
  • 地址:北京新街口外大街2号
  • 邮编:100088
  • 邮箱:xxsf@grinm.com
  • 电话:010-82241917 62014832
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7076
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2111/TF
  • 邮发代号:82-167
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊,冶金工业类核心期刊,中国科技论文统计源期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:13688