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《广东工业大学》 2007年
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稀土铈钇对18K黄色金合金铸态组织和性能影响的研究

陈澎旭  
【摘要】: 我国珠宝首饰业尤其是首饰用金合金发展迅速,但由于起步晚,起点低,在一些技术环节上与国际水平相比还有很大差距。本论文以高性能金合金作为研究方向,以稀土元素Ce、Y对金合金的影响为主要研究内容,以具有代表性的18K黄色金合金为基础,对18K黄色金合金的合金成分-组织结构-性能变化之间的相互关系和作用规律进行了较深入的探讨。 通过理论分析及计算,得出18K黄色金合金中Zn的最佳添加量为小于2wt%,Si的添加量应小于0.05wt%,Ce宜微量添加,Y的添加量可以较高。 研究了含稀土Ce、Y补口合金的熔炼工艺及稀土在补口合金中的影响,制备出组织均匀的金补口合金。实验发现适量的稀土元素Ce、Y对补口合金铸态组织均有细化作用,但过量稀土则使组织粗化。稀土Ce、Y在补口合金中的主要存在形式是在枝晶间隙偏析并生成Ce-Si以及Ag_2Y二元化合物。 研究了稀土Ce、Y在金合金中的分布及存在形式。稀土Ce在金合金中,部分与Si形成Ce-Si化合物,其余的Ce、Si均匀固溶于基体中;Y和Si在金合金中偏聚的趋势相同,都倾向于枝晶间隙处富集,稀土Y在金合金中优先与Au形成Au-Y化合物。 添加稀土的金合金,组织均得到细化。稀土Ce细化金合金铸态组织的主要细化机理在于Ce与Si、O_2等形成高熔点化合物,作为异质晶核而细化组织,过量的Ce对细化组织作用不大;稀土Y的细化机理是:稀土Y在固/液界面前沿富集,增大合金的成分过冷,且阻碍枝晶生长,细化了铸态组织。 铸态金合金的硬度随稀土Ce含量的增加而升高,过量Ce对硬度影响不大;稀土Y在最大固溶度时达到峰值,继续增加稀土含量,硬度先降低后升高。利用时效处理,能显著的提高金合金的硬度,Ce主要的强化机制在于固溶强化;Y由于其高的固溶度在时效过程中析出弥散的第二相粒子,起到固溶强化和第二相强化双重作用。 稀土Ce对金合金的固、液相线温度影响不大。添加稀土Y的金合金在凝固时Y在固/液界面前沿富集,可使枝晶连成骨架的温度推迟,使准固相线下降,增大合金的液相温度区间,提高了合金的铸造性能。 稀土Ce对金合金的颜色影响不大。随着Y含量的增加,合金颜色中的黄色成分和红色成分增加,色彩饱和度上升,表面变亮。Y起到改善颜色的作用。
【学位授予单位】:广东工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TG136.1

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