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稀土改性 |
2026-04-29 |
2026-04-29 |
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稀土改性
稀土改性是指通过添加 Ce、Y 等稀土元素改变高熵合金中夹杂物形态、分布及数量，从而提升合金纯净度、力学性能和耐蚀性能的技术方法。
常用稀土元素
- 铈（Ce）：脱氧、脱硫、夹杂物球化
- 钇（Y）：脱氧、脱氮
改性效果
夹杂物形态转变
| Ce 含量 |
夹杂物类型 |
| 0.0012% |
Mn(S,Se)+Ce2O3、Mn(S,Se)+CeCrO3、Mn(S,Se)+Ce2O3+CeCrO3 |
| 0.0190% |
Ce2O2(S,Se)+Ce2(S,Se)3（完全转变） |
杂质去除效果
- 添加 0.1% Y：
- 氧含量：0.0034% → 0.0008%
- 氮含量：0.0043% → 0.0014%
- 添加 0.15% Ce：
- 氧含量：0.0150% → 0.0005%～0.0007%
- 硫含量：0.0046% → 0.0022%
耐蚀性提升
- 夹杂物尺寸：从 1～13 μm 降低至 1～6 μm
- 点蚀电位：明显提高
- 机制：
- 夹杂物数量密度和尺寸降低，减少点蚀形核位点
- 含 Ce 氧化物溶解后形成的 Ce³⁺抑制侵蚀
- 夹杂物球形化，减少腐蚀活性位点
双刃剑效应
稀土添加存在最佳添加量，过量添加会产生负面影响：
- 残留问题：残存 Y（<0.0450%）会与 Ni 反应生成低熔点 NiY 化合物
- 晶界析出：低熔点化合物在晶界处析出
- 热加工性能：损害合金的热加工性能
研究缺口
- Ce 含量对 CoCrFeMnNi 高熵合金力学性能的具体影响尚未深入研究
- 稀土添加量的精确控制策略需进一步优化