幫我弄一篇關(guān)于稀土的論文、快

【專家解說】：稀土硬質(zhì)合金實(shí)驗(yàn)應(yīng)用分析  [2010-06-01 04:08] 　　　【摘要】在鎢鈷類和鎢鈦鈷類的硬質(zhì)合金中添加微量的稀土元素可使硬質(zhì)合金的抗彎強(qiáng)度、韌性、耐磨性、抗沖擊性及紅硬性均有大的提高,對合金刀具的使用壽命提高顯著。綜觀稀土硬質(zhì)合金產(chǎn)品在制造和使用過程中的效果,對其進(jìn)行分析。 　　【關(guān)鍵詞】稀土 硬質(zhì)合金 物理力學(xué)性能 　　 　　綜述 　　稀土元素在冶金、機(jī)械、石油化工、能源、輕工、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)和電子行業(yè)應(yīng)用十分廣泛,其作用倍受關(guān)注,普遍認(rèn)為其為“未來的元素”。在金屬材料方面,稀土一直是人們寄以希望的提高其性能的改性強(qiáng)化材料。國內(nèi)外對稀土的研究很早就進(jìn)行了,國內(nèi)已成功地應(yīng)用在鋼鐵制造業(yè),取得了良好的效果。在硬質(zhì)合金中的應(yīng)用也取得了很大的成效,這方面的報(bào)道也很多。 　　稀土元素是元素周期表中第三族第六周期的鑭系元素以及它們相似的釔和鈧共十七個(gè)元素。稀土元素化學(xué)性能很活潑,與氧、硫的親和力很強(qiáng),其化合物也十分穩(wěn)定。椐資料報(bào)道,在硬質(zhì)合金中添加微量的稀土氧化物,即使沒有使硬質(zhì)合金的強(qiáng)度和硬度下降,但卻導(dǎo)致硬質(zhì)合金的切削性能的下降,如其分布在機(jī)體內(nèi)不均勻,有偏聚,也可成為氧化物夾雜,故稀土氧化物在硬質(zhì)合金基本上沒有的到應(yīng)用?？梢?添加方式和混合效果直接關(guān)系到硬質(zhì)合金物理力學(xué)性能的好壞,通常添加微量元素有以單質(zhì)、氧化物和固溶體(中間合金)形式加入,中間合金形式加入方法廣泛應(yīng)用在黑色和有色金屬合金冶煉方面,而硬質(zhì)合金通常是以稀土金屬和氧化物形式加入。氧化物形式加入不可取,而稀土金屬在粉末狀態(tài)加入,制取和添加工藝難度較大,從而一定程度上限制了應(yīng)用。目前常用的是稀土鈷的混合粉作為添加劑,應(yīng)用效果良好。 　　 　　1 實(shí)驗(yàn)過程及應(yīng)用效果 　　(1)混合粉配比:YT5Re(細(xì)顆粒WC、TiC-WC飽和固溶體和Co以及稀土鈷添加劑,Ce加入量為鈷含量的0.5%),配制成WC-5TiC-10Co-Re硬質(zhì)合金的實(shí)驗(yàn)料粉。 　　(2)球磨:經(jīng)濕磨(乙醇介質(zhì),球料比3:1),真空干燥。 　　(3)其它;加入成型劑壓制成形。A標(biāo)5mm×5mm×30mm抗彎試樣和粗加工刀片。然后經(jīng)(1470-1530)℃40min真空燒結(jié)。 　　(4)測試結(jié)果: 　　Ts℃ 1420℃1450℃1470℃ 　　HRA89.589.9 89.7 　　бbb(Mpa)168019101850 　　ρ13.013.0 13.1 　　(5)使用對比結(jié)果(98W-Fe-Ni-Co棒材切削): 　　與常規(guī)YT5比較:耐磨性提高3倍,崩刃下降2倍,壽命3.2倍。(測試期間生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù))　2 結(jié)果分析 　　上述結(jié)果表明,在硬質(zhì)合金中加入稀土Ce能夠有效地提高合金的強(qiáng)度、耐磨、抗沖擊等性能,從而提高合金的使用壽命。 　　組織結(jié)構(gòu)決定合金性能,從Ce的加入對組織產(chǎn)生影響方面進(jìn)行解析。 　　(1)Ce在合金中的分布狀態(tài)和作用 　　經(jīng)金相觀察,Ce與鈷相固溶,造成了Co相的晶格畸變,從而強(qiáng)化了粘結(jié)相。另外,與原材料帶入的有害雜質(zhì)硫、氧結(jié)合成化合物,從而凈化了相界面。因?yàn)榱?、氧的存在阻礙了粘結(jié)相和硬質(zhì)相、硬質(zhì)相與硬質(zhì)相的接觸連接,降低了結(jié)合強(qiáng)度。減少硫、氧的危害,必然提高了粘結(jié)相與硬質(zhì)相WC的潤濕效果。另外有資料報(bào)道,稀土相還可以溶解部分其他有害雜質(zhì),同樣也減低了這些有害雜質(zhì)對合金的危害。這說明稀土金屬在合金中能夠起到凈化粘結(jié)相和晶粒表面,增加粘結(jié)相與晶粒之間的潤濕效果和降低有害雜質(zhì)影響的作用。據(jù)報(bào)道,稀土的加入還有助于W等元素溶于黏結(jié)相,起到了“彌散強(qiáng)化”作用,因此,使稀土合金的抗彎強(qiáng)度大大的提高。 　　(2)稀土金屬Ce在在真空燒結(jié)方面的作用 　　從實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在各個(gè)溫度的燒結(jié)過程中,合金的晶粒度細(xì)小均勻,沒有明顯長大的現(xiàn)象,說明稀土金屬能夠有效的抑制合金晶粒長大,穩(wěn)定燒結(jié)工藝,從而獲得性能良好的合金產(chǎn)品。 　　(3)稀土金屬的優(yōu)化合金組織結(jié)構(gòu)的作用 　　從金屬金相圖譜中看出,在400℃上下有同素異晶體轉(zhuǎn)變,即高溫穩(wěn)定的α-Co(fcc結(jié)構(gòu))固溶體轉(zhuǎn)變成低溫相β-Co(hcp結(jié)構(gòu)),α是立方體系有十二個(gè)滑移系,顯朔性。β是六方晶格有三個(gè)滑移系顯脆性。稀土的添加使Co相的α-Co為主相,穩(wěn)定fcc晶體結(jié)構(gòu),有利于提高Co的朔性。這一點(diǎn)已在應(yīng)用中刀具的崩刃效果得到了充分的證明,在金相的觀察中也可以看到,是抗沖擊性能明顯提高。 　　 　　3 結(jié)論 　　(1)稀土元素能夠提高硬質(zhì)合金的物理力學(xué)性能且效果明顯。 　　(2)稀土元素在硬質(zhì)合金中可優(yōu)化合金組織結(jié)構(gòu)和凈化相界面。 　　(3)稀土元素能夠細(xì)化合金晶粒,穩(wěn)定燒結(jié)工藝,降低燒結(jié)溫度的敏感性。 　　以上是從宏觀的性能表現(xiàn)和微觀的晶體結(jié)構(gòu)粗淺地分析了稀土元素對硬質(zhì)合金的作用和影響,稀土元素在硬質(zhì)合金中的作用可能并非這么簡單,還有待進(jìn)一步的研究和探討。 　　 　　參考文獻(xiàn) 　　[1]尤力平.稀土學(xué)報(bào),1990(8)4. 　　[2]賀從訊.稀土學(xué)報(bào),1994(12)3. 　　[3]冶金工業(yè)出版社.硬質(zhì)合金的生產(chǎn).