一、铝合金(铸造AI-Si、6系/7系变形铝,A356、AISi10Mg
有效镧添加量:0.05~0.35wt%主要作用
1.熔体净化:强脱氧、脱硫、除氢,生成La2O3、La2S3上浮排渣,减少针孔、气孔、热裂纹,消除A12O3夹杂
2.组织变质细化:细化a-AI晶粒;将粗大针片状共晶硅变质为球状;破碎有害针状A13Fe相,消除应力集中源
3.性能提升:提高抗拉、延伸率,改善盐雾耐蚀、耐热稳定性下游产品:汽车发动机活塞、新能源壳体、航空轻量化铸铝、结构变形铝
工业落地形式:优先采用AI-La10/Al-La20中间合金(由无水LaClg电解金属澜熔炼制成);直接添加LaCl3。
二、镁合金(AZ系列、WE系列耐热镁合金
有效镧添加量:0.1~0.4 wt%
主要作用
1.净化熔体,去除O、S杂质,降低夹杂缺陷
2.晶粒细化,晶界析出弥散稀土金属间相,显著提升高温抗蠕变性能,同时改善镁合金高温阻燃、抗氧化能力
下游产品:航空、汽车轻量化耐热承力构件
工艺路线:1LaCl3电解制金属镧一配制 Mg-La中间合金(星产);2NaCI-KCI熔盐体系、液态镁阴极直接电解制备Mg-La母合金
(短流程工艺)
三、镍基高温合金(铸造、定向、单晶、粉末镍基高温合金,航空燃气涡轮热端件)
有效镧添加量:40~200ppm(微量微合金化)
超过0.05 wt%极易生成脆性NigLa金属间化合物,大幅降低塑性与疲劳性能
主要作用
1.晶界净化:优先偏聚于晶界,固定S、O等有害杂质,抑制晶界热裂纹
2.晶界钉扎:析出纳米La2O3颗粒,阻碍晶界滑移,提升持久强度、高温抗蠕变
3.高温抗氧化抗热腐蚀:服役时生成连续致密La.A1O3、LaCrO3复合氧化膜,增强氧化膜附着力,800~1100°C抗氧化寿命提升3
~5倍
工艺重点:真空感应熔炼VIM使用;LaCl3分解产生氯气相,会腐蚀氧化铝坩埚,优先选用氧化锆内衬坩埚;直接投LaCl3属于小批量
特种配方,常规量产仍采用金属镧配料