稀土中间合金及其应用

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1、稀土中间合金及其应用稀土元素与一种或数种其他元素组成的具有金属特性的物质，乂称母合金。一般包括混合稀土金属、硅基稀土复合铁合金和以稀土或铠为基的二元稀土中间合金。稀土中间合金的基木用途是作稀土添加剂。它的生产方法视原料情况和使用要求而定，主要有熔合法、熔盐电解法、金属热还原法和粉末冶金法(见稀土合金制取)。一、简史1908年含铁30%的打火石问世，这是稀土合金的首次应用。1922年美国矿务局(U.S.BureauofMines)fi*先在钢屮添加稀土。从50年代起，含铁5%的钟纽混合稀土金属广泛用于钢铁冶金，生产球墨铸铁和汽车用高强度低合金钢。60年代美国饥公uj(VanadiumC

2、orp.)和釦公司(Molycorpinc.)研制成功被欧美等一些国家称作稀土硅化物的稀土硅铁介金。1968〜1974年期间，由于稀土硅化物的价格按稀土金属含量计比电解法住产的混合稀土金属低58%,致使混合稀土金属在钢铁冶金中的应用地位逐渐被稀土硅化物所収代。1972年稀土硅化物在美国冶金领域中的用量占稀土在该领域屮丿IJ量的90%。1974年稀土硅化物的消费量相当于6000t的混合稀土金属。从70年代屮期起，受世界钢市场和炼钢新技术的影响以及稀土硅化物在炼钢中的熔合能力欠佳，特别是合金生产费用增加而导致价格上涨等因索，致使稀土硅化物在钢中的消费量在80年代初下降到15%。到80年代

3、末，用于高强度低合金钢的稀土中，稀土硅化物的占有率不到10%。1948年英国研究人员首先用火石合金与硅铁一起处理牛铁得到了球黑铸铁。1952年美国联合碳化物公司(UnionCarbideCorp.)在镁硅铁球化剂屮配入钟处理铁水取得成功，从而导致了稀土镁硅铁合金的诞生。前苏联在钢铁冶金中最先应用混合稀土金属和饰铁，70年代开始广泛试制稀土硅铁合金和含镁、钙、總、顿及稀土的复合铁合金。1956年中国科学院上海陶瓷冶金研究所研制成功用电硅热法从含RE2O34%〜6%的包头钢铁公司的炼铁高炉渣屮冶炼稀土硅铁合金的方法，这是世界上首次在电弧炉内用硅铁还原稀土氧化物牛产稀土硅铁合金，并于195

4、8年在内蒙古的包头市开始了工业化生产。70年代又先示开发了用碳热法生产稀土硅铁合金和抗球化衰退能力强的铠组稀土硅铁合金的方法。经历20多年的提高与发展，在80年代初稀土硅铁合金及稀土镁硅铁合金产量成为当吋中国稀土工业产品中产量最大的稀土产品，大大促进了中国球铁工业的发展。1988年上述两种产品的产量按稀土氧化物计达到4500to80年代中期，作为球化剂、蠕化剂及孕育剂的稀土复合铁合金产品开始进入系列化、标准化和商品化。80年代后期，中国又开发用熔盐电解法和金属热还原法生产RE-AKRE-Mg.Nd・Fe、Y-Fe>Y・Mg及Y・A1等二元合金，用于稀土功能性材料的研究开发。二、混合稀

5、土金属山儿种或十儿种稀土金属自然组成貝-有金属特性的物质。常用的有肺组混合稀土金属、富肺混合稀土金属和富輛混合稀土金属。钢纟R混合稀土金属按外来译音又称米什金属，是人们最早应用而又常用的稀土金属合金。基木的稀土成分是辆、钟、错和钱，根据不同的矿物原料制得的饰组混合稀土金属，其稀土元素配分范围为Ce45%〜48%、Lal7%〜30%、Pr4%〜8%、NdlO%〜18%,其他稀土元素1%〜6%。工业产品纯度一般含RE96%〜99.5%和Fe0.5%〜5%,其他杂质元索为硅、钙、镁和铝。肺组混合稀土金属的密度、熔点与沸点分别为6300〜6600kg/m3、1089〜1163K和3673〜3

6、973K。肺组混合稀土金属主要用于生产打火石、钢及冇色金属介金的变性处理和微合金化，80年代的新用途是制造廉价的稀土永磁体和生产金属侈的述原剂。钟组混合稀土金属一般用熔盐电解法生产。富钝混合稀土金属含钝高的稀土混合金属，一•般钟占稀土总量的50%~60%,含Lal8%~28%、Pr4%~6%和Ndl2%〜20%,稀土品位为97%〜99.7%。一些特殊富钟混合稀土金属的含歸量占稀土总蜃的90%,含La3%、Pr3%和Nd4~6o富铀混合稀土金属主要用作钢铁和有色金加冶炼的稀土添加剂和用丁生产贮氢合金。-•般也用熔盐电解法生产。富辆混合稀土金属含删高的稀土混合金属，一般删占稀土总量的40

7、%〜45%,含Ce、Pr>Nd分别低于5%、11%〜13%和33%〜37%,稀土品位为98%。一些特殊的富辆混合稀土金属的含锄虽占稀土总量的80%〜90%,含CeO%〜3%、Pr3%〜6%和Nd6%〜11%。富澜混合稀土金属通常用作合金添加剂，它的新用途是牛产贮氢合金，制造无公害、电容量大的新型稀土银一氢化物电池。一般也用熔盐电解法生产。三、硅基稀土复合铁合金以硅、铁为基本成分复合多种金属的铁合金。常用的冇饰组稀土硅铁合金、锂组稀土硅铁合金、含镁稀土硅铁合