微量镧对纯铜晶粒大小及硬度的影响

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微量镧对纯铜晶粒大小及硬度的影响

作者：赵轩孟祥锋周丹

来源：《硅谷》2014年第14期

摘要金属材料的性能和晶粒大小有着密切关系，工业生产中常常通过不同的手段细化材料的晶粒，控制和改善铜及其合金组织，提高材料性能。文章通过在纯铜中添加微量稀土元素镧，研究镧对纯铜晶粒大小和硬度的影响，分析产生变化的原因。

关键词纯铜；镧；晶粒；硬度

中图分类号：TG146 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）14-0064-01

稀土元素作为一种添加剂在黑色金属中的应用已经进行了大量的研究，并在钢铁工业中成熟运用，并表现出良好的效

果[1]。而稀土元素在有色金属中的应用，近些年来也越来越受到更广泛的关注。关于稀

土对铜和铜合金的作用方面也已做了大量的基础和应用性研究工作。现在学者们普遍认为稀土的加入可以使铜及铜合金的热塑性能、耐腐蚀性能、导电性能、机械性能等得到改善[2]。铜

及铜合金中的杂质有氧、氢、硫、氮、铅、秘等，这些元素的存在使铜的机械性能等受到很大影响。稀土元素对氧、氢、硫、氮等具有较高的亲合力，可以起到净化合金的作用，提高合金的性能和质量[3]。有文献[4]记载不同稀土含量可以影响铜合金硬度。当稀土加入量增加时，铜合金的硬度也增加，而硬度达到某一值后增加则趋于平缓。文献[5]讨论了稀土对连续铸造

紫铜杆的变质作用，指出添加微量稀土元素钇或混合稀土可细化铸杆的晶粒，提高紫铜杆的机械性能。

本文通过在纯铜中加入稀土元素镧，采用真空熔炼，分析研究微量稀土元素镧对纯铜晶粒大小和硬度的影响，为稀土在铜中作用的研究做基础性工作。

1 实验材料及方法

原材料采用99.9%的T2纯铜和纯度都大于99.9%的稀土金属镧。纯铜在加热前要进行使

用碳酸钠水溶液表面处理和预热去气。粉末状稀土镧和紫铜棒一起放入事先烘干的石墨坩埚中，放入真空熔炼炉中加热到设计温度，保温预定时间，然后采用炉冷。通过不同的成分配比加工成成分0.02、0.04、0.06、0.08和0.1wt%系列的Cu-Re合金试样。在XLM-20型金相显微镜下观察组织，并做定量金相分析。在布氏硬度机测量试样的硬度。

2 实验结果与分析

2.1 试验结果