稀土铈钇对18k黄色金合金铸态组织和性能影响的研究

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1、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一组织结构一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O．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。

2、实验发现适量的稀土元素Ce、Y对孙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A92Y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、02等形成高熔点化合物，作为异质晶核而细化组织，过量

3、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主要的强广东-I=业大学T学硕十学位论文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a稀土Ce对金合金的固、液相线温度影响不大。添加稀土Y的金舍金在凝固时Y在固／液界面Ij{『沿富集，可使枝晶连

4、成骨架的温度推迟，使准固相线下降，增大合会的液相温度区例，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。关键词：稀土；金合金；补口；组织；性能nABSTRACTJewelrybusiness，especiallygoldalloysusedinjewelry，hasdevelopedgreatlyinourcountry．Buttherearestillgreatdeficiencycomparedtointernationalactualit

5、ybecauseofhistoricalreasons．Researchworksofthisthesisaimsathighperformanceofgoldalloysandmainlyfocusontheeffectsofrareearthelementsceriumandyttriumonthem．Typical18karatyellowgoldalloyisinvestigatedsystematicallyfortherelationsoftheirchemicalcomposition，microstructuresandproperti

6、es．Throughtheoreticalanalysisandcalculations，theoptimumquantityofzincin18karatyellowgoldalloyislessthan2wt％andtheamountofsiliconshouldbelessthanO．05wt％．Ceriumisadvisedtotraceaddingthattheadditionofyttriumcanbehigher．Thesmeltingprocessofmasteralloycontainingcerium&yttriumandthein

7、fluenceofcerium&yttriumonthealloyshavebeenresearched．Meanwhile，homogeneousmasteralloyswereproduced．Theresultsshowthatproperquantityofbothceriumandyttriumcanrefinecaststructureofmasteralloys，butexcessivewouldcoarsenthestructure．Ceriumandyttriumexistinmasteralloysintheformofinterd

8、endriticsegregation，formingCe—SiandA92Ycompound