Fortalecimiento del grano fino del lingote de la aleación del neodimio del magnesio MgNd30

El lingote de aleación de neodimio y magnesio MgNd30 para la industria del metal utiliza aleaciones maestras para ajustar las propiedades de su producto

Aleación maestra

Una de las funciones importantes de las aleaciones intermedias es que cuando se funden aleaciones con puntos de fusión muy diferentes, la aleación maestra preparada previamente tiene un punto de fusión más bajo que los elementos puros, lo que garantiza que los elementos añadidos se fundan. En las aleaciones de Mg-Li, los elementos de aleación con menor solubilidad sólida y mayor densidad (como Zr, Mn, Ce, etc.) generalmente se agregan en forma de aleaciones maestras de Mg-X o en forma de compuestos (generalmente sales). A través de su reacción con el líquido de aleación de Mg-Li para generar elementos de aleación, este método puede reducir eficazmente la segregación y precipitación de elementos.
El objetivo principal de agregar la aleación maestra es fundir los elementos con una gran diferencia en el punto de fusión (la composición está cerca del punto eutéctico para reducir el punto de fusión) y hacerla más baja que la temperatura de fundición del elemento principal (la fundición generalmente toma el elemento principal como referencia), lo que favorece el progreso del proceso de fundición. Por ejemplo, Al-Si, Al-Cu, etc. en aleaciones de Al, generalmente el punto de fusión de los elementos no principales de la aleación maestra es mayor que el punto de fusión de los elementos principales.
Aleación maestra, que se utiliza principalmente para modificar la aleación. Su estado organizativo es más crítico y puede afectar la estructura final de la aleación modificada. También hay muchos elementos inestables o elementos que son difíciles de alear en la aleación maestra. Al mismo tiempo, las aleaciones maestras, especialmente las aleaciones maestras utilizadas para modificación, tienen un límite de tiempo (período de validez) en su uso.

MgNd, MgY, MgZr, MgLi, MgSc, Mg con aleación maestra de tierras raras

Purificación de fusión

Los elementos de tierras raras tienen las funciones de eliminar hidrógeno, eliminar oxígeno, eliminar azufre, eliminar hierro y eliminar inclusiones en la aleación de magnesio fundido, logrando el efecto de desgasificar, refinar y purificar la masa fundida.

Protección contra fusión

Las aleaciones de magnesio son extremadamente fáciles de oxidar y quemar durante el proceso de fundición. La producción industrial de aleaciones de magnesio generalmente utiliza cobertura fundente o protección de gas, pero existen muchas desventajas. Si se puede aumentar la temperatura de ignición de la aleación de magnesio fundida, es posible obtener aleaciones de magnesio. La fundición directa en la atmósfera es de gran importancia para una mayor promoción y aplicación de aleaciones de magnesio. Las tierras raras son un elemento tensioactivo de la aleación de magnesio fundida, que puede formar una densa película de óxido compuesto en la superficie de la masa fundida, evitando eficazmente que la masa fundida entre en contacto con la atmósfera y aumentando en gran medida la temperatura de ignición de la aleación de magnesio fundida.

Fortalecimiento de grano fino

El enriquecimiento de elementos de tierras raras en la parte frontal de la interfaz sólido-líquido hace que la composición se sobreenfríe y se forme una nueva zona de nucleación en la zona de sobreenfriamiento para formar finos cristales equiaxiales. Además, el enriquecimiento de las tierras raras hace que éstas desempeñen un papel en la obstaculización del crecimiento de los granos de α-Mg. Promover aún más el refinamiento de los granos de cristal. Según la fórmula Hall2Petch, la resistencia de la aleación aumenta con el refinamiento del tamaño del grano y, en comparación con los cristales cúbicos centrados en el cuerpo y cúbicos centrados en la cara, el tamaño del grano tiene un mayor impacto en la resistencia de los metales hexagonales compactos, por lo que los granos de las aleaciones de magnesio se refinan. El efecto de fortalecimiento resultante es extremadamente significativo.

Fortalecimiento de solución sólida.

La mayoría de los elementos de tierras raras tienen una alta solubilidad sólida en magnesio. Cuando los elementos de tierras raras se disuelven en la matriz de magnesio, la diferencia entre el radio atómico y el módulo elástico de los elementos de tierras raras y el magnesio provocará una distorsión de la red en la matriz de magnesio. La tensión resultante dificultará el movimiento de las dislocaciones, fortaleciendo así la matriz de magnesio. El efecto del fortalecimiento de la solución sólida de elementos de tierras raras es principalmente disminuir la velocidad de difusión de los átomos y dificultar el movimiento de las dislocaciones, fortaleciendo así la matriz y mejorando la resistencia y las propiedades de fluencia a alta temperatura de la aleación.

Mejora de la dispersión

Las tierras raras y el magnesio u otros elementos de aleación forman compuestos intermetálicos estables durante el proceso de solidificación de la aleación. Estos compuestos intermetálicos que contienen tierras raras generalmente tienen las características de un alto punto de fusión y una alta estabilidad térmica. Internamente, puede fijar el límite de grano a alta temperatura, inhibir el deslizamiento del límite de grano, al mismo tiempo dificultar el movimiento de las dislocaciones y fortalecer la matriz de aleación.

Fortalecimiento de las precipitaciones por envejecimiento

La mayor solubilidad sólida de los elementos de tierras raras en magnesio disminuye con la disminución de la temperatura. Cuando la solución sólida monofásica a alta temperatura se enfría rápidamente, se forma una solución sólida sobresaturada inestable y, después de un largo período de envejecimiento, se forma una solución sólida pequeña y dispersa. La fase de precipitación de la precipitación. La interacción entre fases precipitadas y dislocaciones aumenta la resistencia de la aleación.