CN103748243A - 细微晶高功能金属合金元件及其制造方法 - Google Patents

细微晶高功能金属合金元件及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103748243A
CN103748243A CN201280037682.2A CN201280037682A CN103748243A CN 103748243 A CN103748243 A CN 103748243A CN 201280037682 A CN201280037682 A CN 201280037682A CN 103748243 A CN103748243 A CN 103748243A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal alloy
alloy
crystalline substance
high function
lattice
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201280037682.2A
Other languages
English (en)
Inventor
小笠和男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
THREE O CO Ltd
Original Assignee
THREE O CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by THREE O CO Ltd filed Critical THREE O CO Ltd
Publication of CN103748243A publication Critical patent/CN103748243A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D25/00—Special casting characterised by the nature of the product
    • B22D25/06—Special casting characterised by the nature of the product by its physical properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D5/00—Heat treatments of cast-iron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/001—Heat treatment of ferrous alloys containing Ni
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/026—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/06—Making non-ferrous alloys with the use of special agents for refining or deoxidising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C14/00—Alloys based on titanium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C23/00—Alloys based on magnesium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C23/00—Alloys based on magnesium
    • C22C23/02—Alloys based on magnesium with aluminium as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • C22C30/02—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent containing copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C5/00—Alloys based on noble metals
    • C22C5/02—Alloys based on gold
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C5/00—Alloys based on noble metals
    • C22C5/04—Alloys based on a platinum group metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C5/00—Alloys based on noble metals
    • C22C5/06—Alloys based on silver
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C5/00—Alloys based on noble metals
    • C22C5/06—Alloys based on silver
    • C22C5/08—Alloys based on silver with copper as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/04—Alloys based on copper with zinc as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/047—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with magnesium as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/06—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of magnesium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/14—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of noble metals or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
    • C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
    • C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A44—HABERDASHERY; JEWELLERY
    • A44C—PERSONAL ADORNMENTS, e.g. JEWELLERY; COINS
    • A44C27/00—Making jewellery or other personal adornments
    • A44C27/001—Materials for manufacturing jewellery
    • A44C27/002—Metallic materials
    • A44C27/003—Metallic alloys

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Adornments (AREA)

Abstract

本发明提供了细微晶高功能金属合金元件、其制造方法以及使用它们的商业开发方法，其中使其晶格为面心立方晶格、体心立方晶格或密排六方晶格的包括高纯金属合金的金属合金的微晶微细，即，尺寸为纳米级（10-9m至10-6m）和微米级（10-6m至10-3m），并调节其形式，由此弥补其缺陷并增强各种特性，而不损失合金拥有的优异特性。

Description

细微晶高功能金属合金元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及高性能弹性极限金属合金元件及其制造方法，其中所述合金元件适用于电子元件、汽车和航空元件、物理化学元件、医疗护理元件、珠宝元件、乐器元件、餐具元件、结构元件等。
背景技术
过去，金（Au）、铂（Pt）、银（Ag）、铜（Cu）、铁（Fe）、铝（Al）、镁（Mg）、钛（Ti）等已知作为金属材料；它们已用于许多领域。
本发明的特征在于提供金属和贵金属的细微晶高功能合金，其是无毒的新型改性金属合金，不仅具有改进的各种特性，还能调节这些特征而不损失金属合金和贵金属合金的优异特性。
本发明的特征尤其在于通过调节细微晶提供具有强度、杨氏模量、伸长、耐热性、耐蚀性和弹簧性质的细微晶高功能金属合金，其中容易控制其可持续性等，同时具有易加工性和良好的可操作性。
为了利用合金材料本身的优异特性，本发明提供细微晶高功能金属合金元件及其制造方法，其中所述合金元件具有增强的功能特性，由此提高可持续性和可加工性并且易操作和无浪费，同时保持或提高硬度、拉伸强度、杨氏模量、伸长、耐蚀性、变色、高温特性和可操作性。
现有金属材料在用于各种应用领域时不一定具有充足的机械性质、物理性质、化学性质等。此外，存在差可操作性问题。本发明的一个目的是解决和补救这些成问题的性质以实现改进，同时保持金属材料的上述特性，由此获得想要的新型细微晶高功能金属合金元件。
在本发明中发现，通过使微晶微细（达到10-9m至10-3m的尺寸）和通过控制其尺寸和形式，可以获得具有优异特性，包括物理、电、机械和化学特性并且还具有优异性能、品质、功能、可加工性、可操作性等的新型细微晶高功能金属合金元件；基于这一发现，可以确立其制造方法。
本发明的细微晶金属合金元件的特征在于通过控制新发生的细微晶的尺寸和形式，不仅可以保持或提高现有金属合金的各种特性，例如硬度、拉伸强度、伸长、杨氏模量、阻力、软化性质、电导率、热导率、可加工性和可操作性，还可以控制这些各种特性，以便可以削减不必要的功能、性能、品质、工艺、操作等。
在本发明的细微晶金属合金中，其中90％或更多可以无退火地加工。这种合金表现出甚至改变轧制方向也不会造成裂纹等特性。
这种金属合金容易加工并且不容易变形，同时具有可持续性；因此，这适用于在其商业化时降低尺寸和重量。
本发明中的金属和贵金属的细微晶高功能合金在硬度、拉伸强度、杨氏模量、阻力、弹性极限、伸长、弹簧性质等方面具有优异特性；此外，这容易以良好的可操作性加工。这是高纯的，其微晶微细，并且外加元素的体积占有率小；因此，可以获得具有高电导率和热导率的电子材料。可以在不降低杨氏模量的情况下增强这些特性，因此其商业应用的覆盖范围宽。当用于制造乐器时，可以获得创造性的音调和声音效果。由于可以增强弹簧性质，可以获得具有挠性和韧性的线材和板材。由于可以增强耐热性，其应用范围宽。可以获得具有优异的物理、机械、电和化学特性的材料。
在本发明的细微晶高功能金属合金中，发现并确立了下述特征，即可以增强各种性质而基本不使电导率和杨氏模量变差。
此外，其特征在于无毒。
在本发明的细微晶高功能金属合金中，也可以在溅射薄膜、气相沉积薄膜和镀膜中获得类似的高功能特性，因为该微晶为纳米级尺寸（10-9m至10-6m）或微米级尺寸（10-6m至10-3m）。
发明概述
考虑到上述市场需要做出本发明；其目的是提供细微晶高功能金属合金元件及其制造方法，其中所述金属合金保持、增强和调节机械、物理和化学性质，同时具有所需的功能、性能和品质，以及良好的可操作性并且无毒。
在本发明中，发现并确立了使微晶细微的新型方法，这对增强和保持金属合金的各种特性，例如机械特性、电特性、物理特性和化学特性而言是最重要的。
此外，本发明的目的是提供：还具有优异的耐蚀性和抗变色性的细微晶高功能金属合金元件及其制造方法；和在常温下以及在高温下都具有优异的各种性质的细微晶金属合金元件及其制造方法。
为了解决贵金属合金的缺点，在PCT/JP96/00510、PCT/JP97/02014、PCT/JP00/04411、PCT/JP03/01993和PCT/JP2007/073133中已给出建议。本发明发展至更宽的范围。在细微晶高功能贵金属合金和细微晶高功能金属合金中，发现新的现象，由此确立其商业可行性。
附图简述
图1：
这显示通过下述方法获得的0.2毫米厚的板的平均微晶尺寸：将钆（Gd）添加并溶解到金（Au）、银（Ag）、铂（Pt）、钯（Pd）、铝（Al）、镁（Mg）、铜（Cu）、铁（Fe）和钛（Ti）的金属合金、包括高纯金属合金中，然后将所得混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后将这种板进行溶解处理，老化，然后辊轧加工成厚度为0.2毫米的厚板。
发现可以通过铸塑法、加工法和热处理法调节微晶尺寸。
由于可以使微晶尺寸微细至如图1中所示的纳米级，可以在10-9m至10-3m的范围内调节其尺寸，此外，可以调节其质地形式。
无论其晶格是面心立方晶格、体心立方晶格还是密排六方晶格，都可以使微晶尺寸微细，并可以调节其质地形式。
发现即使在改变其中的元素时也可以使其尺寸微细并可以调节其质地形式。
图2：
这显示了关于本发明细微晶高功能金属合金的各种晶格的电导率、杨氏模量、硬度、拉伸强度、阻力、伸长和软化点以及耐蚀性的提高率。
这表明在不使杨氏模量和电导率变差的情况下，可以显著提高其硬度、拉伸强度、阻力、伸长和软化点并可以调节这些特性。
发现可以改进耐蚀性，由此提高防金属腐蚀作用。
本发明的实施方式
根据本发明第一实施方案的细微晶高功能金属合金元件包含金属合金，该金属合金在包括高纯金（Au）合金的金（Au）合金中含有5至30000ppm钆（Gd）。
根据本发明第一实施方案的细微晶高功能金（Au）合金元件如下获得：将钆（Gd）添加到含有99.95重量％金（Au）的金属合金中，以使所得金属合金具有500ppm的钆（Gd）含量，然后将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板进行溶解处理，老化，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板.
下一个，将500克钆（Gd）添加到包含90重量％金（Au）和10重量％银（Ag）的金合金中，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板进行溶解处理，老化，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板。
此外，将500克钆（Gd）添加到包含50重量％金（Au）和50重量％银（Ag）的金（Au）合金中，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板热处理，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板。
最后，将500克钆（Gd）添加到包含10重量％金（Au）和90重量％银（Ag）的金合金中，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板进行溶解处理，老化，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板。
通过X-射线分析法分析上述精加工的具有0.3毫米厚度的厚板；通过谢乐方程获得的平均微晶直径分别为27纳米、15纳米、19纳米和23纳米。可以在纳米级（10-9m至10-6m）和微米级（10-6m至10-3m）中重新调节其微晶尺寸。
在电导率和杨氏模量基本不变差的情况下，硬度、拉伸强度和0.2％阻力可以提高达2至3倍。发现伸长也可以提高达2至3倍。软化点可以提高达2.3倍。可以在没有热处理的情况下进行辊轧过程；此外，可以进行交叉方法。此外，可以提高可加工性和各种特性以致可以平衡这些特性。
可以在板、线、薄膜和粉末中实现这些效应。
下面解释制造具有上述特性的金属合金元件的方法。
首先，在是铸塑合金的情况中，铸塑具有上述组成的合金材料，然后，如果必要，对该材料进行溶解处理，其中在加热至规定温度后进行快速冷却，此外，如果必要，此后在规定温度下进行老化处理。
在是加工合金的情况中，铸塑具有上述组成的合金材料，然后，如果必要，对该材料进行溶解处理，其中在加热至规定温度后进行快速冷却,然后将该材料加工成规定的形式，其中如果必要，在此过程之前或之后老化该材料。
在金合金材料的铸塑后，可以在500至2700℃的温度范围中进行溶解处理，并可以在100至700℃的温度范围中进行老化处理。
为了获得高功能金合金，尤其优选的制造条件是600至1000℃的用于溶解处理的温度范围，和150至550℃的用于老化处理的温度范围。
在任何情况中，通过上述加工方法，可以明显看出钆（Gd）的添加作用。
在进行溶解处理和老化处理时，也可以获得相同效果。
在对通过将5至30000ppm钆（Gd）添加到其晶格为面心立方晶格的包括高纯金（Au）合金的金（Au）合金中制成的样品进行评估时，获得钆（Gd）的相同添加作用。
从5ppm开始出现该添加作用，当其含量为30000ppm或更多时，其特性降低。
在下述金（Au）合金中，可以看出功能特性的显著增强：所述金（Au）合金在由金（Au）和选自非钆（Gd）的稀土金属、碱土金属、锆（Zr）、锡（Sn）、铟（In）、铜（Cu）、银（Ag）、铂（Pt）、钯（Pd）、铝（Al）、铁（Fe）、镍（Ni）、锰（Mn）、钴（Co）和镓（Ga）的至少一种元素构成的金属合金中含有5至30000ppm钆（Gd）。
根据本发明第二实施方案的细微晶高功能金属合金元件包含金属合金，该金属合金在包括高纯银（Ag）合金的银（Ag）合金中含有5至30000ppm钆（Gd）。
根据本发明第二实施方案的细微晶高功能银（Ag）合金元件如下获得：将钆（Gd）添加到含有99.95重量％银（Ag）的金属合金中，以使所得金属合金具有500ppm的钆（Gd）含量，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板进行溶解处理，老化，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板。
下一个，将500克钆（Gd）添加到包含90重量％银（Ag）和10重量％钯（Pd）的银（Ag）合金中，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板进行溶解处理，老化，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板。
此外，将500克钆（Gd）添加到包含50重量％银（Ag）和50重量％钯（Pd）的银（Ag）合金中，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板热处理，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板。
最后，将500克钆（Gd）添加到包含10重量％银（Ag）和90重量％钯（Pd）的银（Ag）合金中，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板进行溶解处理，老化，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板。
通过X-射线分析法分析上述精加工的具有0.3毫米厚度的厚板；通过谢乐方程获得的平均微晶直径分别为8纳米、19纳米、23纳米和25纳米。可以在纳米级（10-9m至10-6m）和微米级（10-6m至10-3m）中重新调节微晶尺寸。
在电导率和杨氏模量基本不变差的情况下，硬度、拉伸强度和0.2％阻力可以提高达2至3倍。发现伸长也可以提高达2至3倍。软化点可以提高达2.2倍。可以在没有热处理的情况下进行辊轧过程；此外，可以进行交叉方法。还发现可加工性提高。可以平衡这些特性。
可以增强各种特性以致可以平衡这些特性。
可以在板、线、薄膜和粉末中实现这些效应。
下面解释制造具有上述特性的金属合金元件的方法。
首先，在是铸塑合金的情况中，铸塑具有上述组成的合金材料，然后，如果必要，对该材料进行溶解处理，其中在加热至规定温度后进行快速冷却，此外，如果必要，此后在规定温度下进行老化处理。
在是加工金属合金的情况中，铸塑具有上述组成的合金材料，然后，如果必要，对该材料进行溶解处理，其中在加热至规定温度后进行快速冷却，然后将该材料加工成规定的形式，其中如果必要，在此过程之前或之后老化该材料。
在银（Ag）合金中，可以在450至2200℃的温度范围中进行溶解处理，并可以在100至600℃的温度范围中进行老化处理。尤其优选的条件是500至1550℃的用于溶解处理的温度范围，和150至500℃的用于老化处理的温度范围。加工过程中的加工效率是任意的，而其优选范围与第一实施方案相同。
据发现，通过添加钆（Gd），可以提高拉伸强度、硬度、阻力、伸长和耐热性，并可以延迟硫化和氧化，而电导率和杨氏模量基本不变差，后者甚至轻微提高。
在任何情况中，通过上述加工方法，可以明显看出钆（Gd）的添加作用。
在进行溶解处理和老化处理时，也可以获得相同效果。
在对通过将5至30000ppm钆（Gd）添加到其晶格为面心立方晶格的包括高纯银（Ag）合金的银（Ag）合金中制成的样品进行评估时，获得钆（Gd）的相同添加作用。
在对上述银（Ag）合金组成的样品进行评估时，获得钆（Gd）的相同添加作用。在添加钆（Gd）后，提高了硬度、拉伸强度、杨氏模量和耐热性方面的特性；并且其表现出弹簧性质。这容易加工，并可以改进其可操作性。几乎没有观察到电导率变差。
在下述银（Ag）合金中，可以看出特性的显著增强：所述银（Ag）合金在由银（Ag）和选自非钆（Gd）的稀土金属、碱土金属、锆（Zr）、锡（Sn）、铟（In）、铜（Cu）、钯（Pd）、铝（Al）、锌（Zn）、镍（Ni）和镓（Ga）的至少一种元素构成的金属合金中含有5至30000ppm钆（Gd）。
根据本发明第三实施方案的细微晶高功能金属合金元件包含金属合金，该金属合金在包括高纯铂（Pt）合金的铂（Pt）合金中含有5至30000ppm钆（Gd）。
根据本发明第三实施方案的细微晶高功能铂（Pt）合金如下获得：将钆（Gd）添加到含有99.95重量％铂（Pt）的金属合金中，以使所得金属合金具有500ppm的钆（Gd）含量，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板进行溶解处理，老化，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板
下一个，将500克钆（Gd）添加到包含90重量％铂（Pt）和10重量％钯（Pd）的铂（Pt）合金中，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板进行溶解处理，老化，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板。
此外，将500克钆（Gd）添加到包含50重量％铂（Pt）和50重量％铜（Cu）的铂（Pt）合金中，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板热处理，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板。
最后，将500克钆（Gd）添加到包含10重量％铂（Pt）和90重量％铜（Cu）的铂（Pt）合金中，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板进行溶解处理，老化，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板。
通过X-射线分析法分析上述精加工的具有0.3毫米厚度的厚板；通过谢乐方程获得的平均微晶直径分别为11纳米、19纳米、17纳米和22纳米。可以在纳米级（10-9m至10-6m）和微米级（10-6m至10-3m）中调节微晶尺寸。
在电导率和杨氏模量基本不变差的情况下，硬度、拉伸强度和0.2％阻力可以提高达2至3倍。发现伸长也可以提高达2至3倍。软化点可以提高达2倍或更多倍。可以在没有热处理的情况下进行辊轧过程；此外，可以进行交叉方法。还发现可加工性提高。可以平衡这些特性。
可以增强各种特性以致可以平衡这些特性。
可以在板、线、薄膜和粉末中实现这些效应。
下面，解释制造具有上述特性的金属合金元件的方法。
首先，在是铸塑合金的情况中，铸塑具有上述组成的合金材料，然后，如果必要，对该材料进行溶解处理，其中在加热至规定温度后进行快速冷却，此外，如果必要，此后在规定温度下进行老化处理。
在是加工金属合金的情况中，铸塑具有上述组成的合金材料，然后，如果必要，对该材料进行溶解处理，其中在加热至规定温度后进行快速冷却，然后将该材料加工成规定的形式，其中如果必要，在此过程之前或之后老化该材料。
这包含在包括高纯铂（Pt）合金的铂（Pt）合金中含有5至30000ppm钆（Gd）的贵金属合金。
在铂（Pt）合金中，可以在600至2800℃的温度范围中进行溶解处理，并可以在150至1400℃的温度范围中进行老化处理。尤其优选的条件是500至1600℃的用于溶解处理的温度范围和150至1000℃的用于老化处理的温度范围。加工过程中的加工效率是任意的，而其优选范围与第一实施方案相同。
在任何情况中，通过上述加工方法，可以明显看出钆（Gd）的添加作用。
在进行溶解处理和老化处理时，也可以获得相同效果。
在对通过将5至30000ppm钆（Gd）添加到其晶格为面心立方晶格的包括高纯铂（Pt）合金的铂（Pt）合金中制成的样品进行评估时，获得钆（Gd）的相同添加作用。
在对具有各自的上述组成的掺合铂（Pt）合金样品进行评估时，获得钆（Gd）的相同添加作用。
在添加钆（Gd）后，提高了硬度、拉伸强度、伸长、阻力和耐热性方面的特性；并且其表现出弹簧性质。这容易加工，并可以改进其可操作性。几乎没有观察到杨氏模量和电导率变差。
在下述铂合金中，可以看出特性的显著增强和平衡特性：所述铂合金在由铂（Pt）和选自非钆（Gd）的稀土金属、碱土金属、锆（Zr）、锡（Sn）、铟（In）、铜（Cu）、钯（Pd）、镍（Ni）、钨（W）、铱（Ir）、铑（Rh）、钌（Ru）、锇（Os）和镓（Ga）的至少一种元素构成的金属合金中含有5至30000ppm钆（Gd）。
根据本发明第四实施方案的细微晶高功能金属合金元件包含在包括高纯钯（Pd）合金的钯（Pd）合金中含有5至30000ppm钆（Gd）的金属合金。
根据本发明第四实施方案的细微晶高功能钯（Pd）合金元件如下获得：将钆（Gd）添加到含有99.95重量％钯（Pd）的金属合金中以使所得金属合金具有500ppm的钆（Gd）含量，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板进行溶解处理，老化，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板。
通过X-射线分析法分析上述精加工的具有0.3毫米厚度的厚板；通过谢乐方程获得的平均微晶直径为15纳米。可以在纳米级（10-9m至10-6m）和微米级（10-6m至10-3m）中调节微晶尺寸。
在电导率和杨氏模量基本不变差的情况下，硬度、拉伸强度和0.2％阻力可以提高达2至3倍。发现伸长也可以提高达2至3倍。软化点可以提高达2.3倍。可以在没有热处理的情况下进行辊轧过程；此外，可以进行交叉方法。还发现可加工性提高。可以平衡这些特性。
可以增强各种特性以致可以平衡这些特性。
可以在板、线、薄膜和粉末中实现这些效应。
下面，解释制造具有上述特性的金属合金元件的方法。
首先，在是铸塑合金的情况中，铸塑具有上述组成的合金材料，然后，如果必要，对该材料进行溶解处理，其中在加热至规定温度后进行快速冷却，此外，如果必要，此后在规定温度下进行老化处理。
在是加工金属合金的情况中，铸塑具有上述组成的合金材料，然后，如果必要，对该材料进行溶解处理，其中在加热至规定温度后进行快速冷却，然后将该材料加工成规定的形式，其中如果必要，在此过程之前或之后老化该材料。
该金属合金元件包含在包括钯（Pd）合金的钯（Pd）合金中含有5至30000ppm钆（Gd）的贵金属合金。
在钯（Pd）合金中，可以在500至2700℃的温度范围中进行溶解处理，并可以在150至1300℃的温度范围中进行老化处理。尤其优选的条件是550至1500℃的用于溶解处理的温度范围和150至900℃的用于老化处理的温度范围。加工过程中的加工效率是任意的，而其优选范围与第一实施方案相同。
在任何情况中，通过上述加工方法，可以明显看出钆（Gd）的添加作用。
在进行溶解处理和老化处理时，也可以获得相同效果。
在对通过将5至30000ppm钆（Gd）添加到其晶格为面心立方晶格的包括高纯钯（Pd）合金的钯（Pd）合金中制成的样品进行评估时，获得钆（Gd）的相同添加作用。
在对具有各自的上述组成的掺合钯（Pd）合金样品进行评估时，获得钆（Gd）的相同添加作用。
在添加钆（Gd）后，提高了硬度、拉伸强度、阻力、耐热性等方面的特性；并且其表现出弹簧性质。这容易加工，并可以改进其可操作性。几乎没有观察到杨氏模量和电导率变差。
在具有以5至30000ppm包含在其中的钆（Gd）的钯（Pd）合金中，也可以看出特性的显著增强和平衡特性。
根据本发明第五实施方案的细微晶高功能金属合金元件包含在包括高纯铝（Al）合金的铝（Al）合金中含有5至30000ppm钆（Gd）的金属合金。
根据本发明第五实施方案的细微晶高功能铝（Al）合金元件如下获得：将钆（Gd）添加到含有99.95重量％铝（Al）的金属合金中以使所得金属合金具有500ppm的钆（Gd）含量，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板进行溶解处理，老化，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板。
下一个，将500克钆（Gd）添加到包含90重量％铝（Al）和10重量％镁（Mg）的铝（Al）合金中，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板进行溶解处理，老化，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板。
此外，将500克钆（Gd）添加到包含50重量％铝（Al）和50重量％镁（Mg）的铝（Al）合金中，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板热处理，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板。
最后，将500克钆（Gd）添加到包含10重量％铝（Al）和90重量％镁（Mg）的铝（Al）合金中，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板进行溶解处理，老化，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板。
通过X-射线分析法分析上述精加工的具有0.3毫米厚度的厚板；通过谢乐方程获得的平均微晶直径分别为6纳米、13纳米、27纳米和19纳米。可以在纳米级（10-9m至10-6m）和微米级（10-6m至10-3m）中调节微晶尺寸。
通过X-射线分析法分析上述精加工的具有0.3毫米厚度的厚板；通过谢乐方程获得的平均微晶直径分别为8纳米、13纳米、27纳米和19纳米。可以在纳米级（10-9m至10-6m）和微米级（10-6m至10-3m）中调节微晶尺寸。
在电导率和杨氏模量基本不变差的情况下，硬度、拉伸强度和0.2％阻力可以提高达2至3倍。发现伸长也可以提高达2至3倍。软化点可以提高达2.4倍。可以在没有热处理的情况下进行辊轧过程；此外，可以进行交叉方法。还发现可加工性提高。可以平衡这些特性。
可以增强各种特性以致可以平衡这些特性。
铝（Al）合金元件包含含有5至30000ppm钆（Gd）的铝（Al）合金。
在铝（Al）合金中，可以在300至2000℃的温度范围中进行溶解处理，并可以在50至450℃的温度范围中进行老化处理。尤其优选的条件是500至1600℃的用于溶解处理的温度范围和50至400℃的用于老化处理的温度范围。加工过程中的加工效率是任意的，而其优选范围与第一实施方案相同。
据发现，通过添加钆（Gd），可以获得容易加工的具有高功能和可持续性的元件。
在任何情况中，通过上述加工方法，可以明显看出钆（Gd）的添加作用。
在进行溶解处理和老化处理时，也可以获得相同效果。
在对通过将5至30000ppm钆（Gd）添加到其晶格为面心立方晶格的包括高纯铝（Al）合金的铝（Al）合金中制成的样品进行评估时，获得钆（Gd）的相同添加作用。
在对具有各自的上述组成的掺合铝（Al）样品进行评估时，获得钆（Gd）的相同添加作用。
根据本发明第六实施方案的细微晶高功能金属合金元件包含在包括高纯镁（Mg）合金的镁（Mg）合金中含有5至30000ppm钆（Gd）的金属合金。
根据本发明第六实施方案的细微晶高功能镁（Mg）合金元件如下获得：将钆（Gd）添加到含有99.95重量％镁（Mg）的金属合金中以使所得金属合金具有500ppm的钆（Gd）含量，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板进行溶解处理，老化，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板。
通过X-射线分析法分析上述精加工的具有0.3毫米厚度的厚板；通过谢乐方程获得的平均微晶直径为12纳米。可以在纳米级（10-9m至10-6m）和微米级（10-6m至10-3m）中调节微晶尺寸。
在电导率和杨氏模量基本不变差的情况下，硬度、拉伸强度和0.2％阻力可以提高达2至3倍。发现伸长也可以提高达2至3倍。软化点可以提高达2倍或更多倍。可以在没有热处理的情况下进行辊轧过程；此外，可以进行交叉方法。还发现可加工性提高。可以平衡这些特性。
可以增强各种特性以致可以平衡这些特性。
该细微晶高功能镁合金包含含有5至30000ppm钆（Gd）的镁（Mg）裸金属或含有其的镁（Mg）合金。
在电导率和杨氏模量基本不变差的情况下，硬度、拉伸强度和0.2％阻力可以提高达2至3倍。发现伸长也可以提高达2至3倍。软化点可以提高达2倍或更多倍。可以在没有热处理的情况下进行辊轧过程；此外，可以进行交叉方法。还发现可加工性提高。可以平衡这些特性。
可以在板、线、薄膜和粉末中实现这些效应。
下面，解释制造具有上述特性的金属合金元件的方法。
首先，在是铸塑合金的情况中，铸塑具有上述组成的合金材料，然后，如果必要，对该材料进行溶解处理，其中在加热至规定温度后进行快速冷却，此外，如果必要，此后在规定温度下进行老化处理。
在是加工金属合金的情况中，铸塑具有上述组成的合金材料，然后，如果必要，对该材料进行溶解处理，其中在加热至规定温度后进行快速冷却，然后将该材料加工成规定的形式，其中如果必要，在此过程之前或之后老化该材料。
在镁（Mg）合金中，可以在250至1050℃的温度范围中进行溶解处理，并可以在110至500℃的温度范围中进行老化处理。尤其优选的条件是500至1000℃的用于溶解处理的温度范围和50至450℃的用于老化处理的温度范围。加工过程中的加工效率是任意的，而其优选范围与第一实施方案相同。
据发现，通过添加钆（Gd），可以获得容易加工的具有高功能和耐久性的元件。
在任何情况中，通过上述加工方法，可以明显看出钆（Gd）的添加作用。
在进行溶解处理和老化处理时，也可以获得相同效果。
在对通过将5至30000ppm钆（Gd）添加到其晶格为面心立方晶格的包括高纯镁（Mg）合金的镁（Mg）合金中制成的样品进行评估时，获得钆（Gd）的相同添加作用。
在对具有各自的上述组成的掺合镁（Mg）样品进行评估时，获得钆（Gd）的相同添加作用。
在添加钆（Gd）后，提高了硬度、拉伸强度、阻力、伸长和耐热性方面的特性；这容易加工，并可以改进其可操作性。几乎没有观察到杨氏模量和电导率变差。
根据本发明第七实施方案的细微晶高功能金属合金元件包含在包括高纯铜（Cu）合金的铜（Cu）合金中含有5至30000ppm钆（Gd）的金属合金。
根据本发明第七实施方案的细微晶高功能铜（Cu）合金元件如下获得：将钆（Gd）添加到含有99.95重量％铜（Cu）的金属合金中以使所得金属合金具有500ppm的钆（Gd）含量，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板进行溶解处理，老化，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板。
下一个，将500克钆（Gd）添加到包含90重量％铜（Cu）和10重量％锌（Zn）的铜（Cu）合金中，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板进行溶解处理，老化，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板。
此外，将500克钆（Gd）添加到包含65重量％铜（Cu）和35重量％锌（Zn）的铜（Cu）合金中，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板热处理，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板。
最后，将500克钆（Gd）添加到包含10重量％铜（Cu）和90重量％银（Ag）的铜（Cu）合金中，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板进行溶解处理，老化，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板。
通过X-射线分析法分析上述精加工的具有0.3毫米厚度的厚板；通过谢乐方程获得的平均微晶直径分别为17纳米、7纳米、21纳米和13纳米。可以在纳米级（10-9m至10-6m）和微米级（10-6m至10-3m）中调节微晶尺寸。
在电导率和杨氏模量基本不变差的情况下，硬度、拉伸强度和0.2％阻力可以提高达2至3倍。发现伸长也可以提高达2至3倍。软化点可以提高达2.3倍。可以在没有热处理的情况下进行辊轧过程；此外，可以进行交叉方法。还发现可加工性提高。可以平衡这些特性。
可以增强各种特性以致可以平衡这些特性。
可以在板、线、薄膜和粉末中实现这些效应。
下面，解释制造具有上述特性的金属合金元件的方法。
首先，在是铸塑合金的情况中，铸塑具有上述组成的合金材料，然后，如果必要，对该材料进行溶解处理，其中在加热至规定温度后进行快速冷却，此外，如果必要，此后在规定温度下进行老化处理。
在是加工金属合金的情况中，铸塑具有上述组成的合金材料，然后，如果必要，对该材料进行溶解处理，其中在加热至规定温度后进行快速冷却，然后将该材料加工成规定的形式，其中如果必要，在此过程之前或之后老化该材料。
在铜（Cu）合金中，可以在600至2500℃的温度范围中进行溶解处理，并可以在150至850℃的温度范围中进行老化处理。尤其优选的条件是600至1600℃的用于溶解处理的温度范围和150至780℃的用于老化处理的温度范围。
据发现，通过添加钆（Gd），可以获得容易加工的具有高功能和耐久性的元件。
在任何情况中，通过上述加工方法，可以明显看出钆（Gd）的添加作用。
在进行溶解处理和老化处理时，也可以获得相同效果。
在对通过将5至30000ppm钆（Gd）添加到其晶格为面心立方晶格的包括高纯铜（Cu）合金的铜（Cu）合金中制成的样品进行评估时，获得钆（Gd）的相同添加作用。
在对各铜（Cu）合金组成的样品进行评估时，获得钆（Gd）的相同添加作用。
在添加钆（Gd）后，提高了硬度、拉伸强度、阻力、伸长和耐热性方面的特性；这容易加工，并可以改进其可操作性。几乎没有观察到杨氏模量和电导率变差。
根据本发明第八实施方案的细微晶高功能金属合金元件包含在包括高纯铁（Fe）合金的铁（Fe）合金中含有5至30000ppm钆（Gd）的金属合金。
根据本发明第八实施方案的细微晶高功能铁（Fe）合金元件如下获得：将钆（Gd）添加到含有99.95重量％铁（Fe）的金属合金中以使所得金属合金具有500ppm的钆（Gd）含量，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板进行溶解处理，老化，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板。
下一个，将500克钆（Gd）添加到包含99重量％铁（Fe）和1重量％硅Si的铁（Fe）合金中，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板进行溶解处理，老化，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板。
此外，将500克钆（Gd）添加到包含75重量％铁（Fe）、17重量％镍Ni和8重量％铝（Al）的铁（Fe）合金中，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板热处理，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板。
通过X-射线分析法分析上述精加工的具有0.3毫米厚度的厚板；通过谢乐方程获得的平均微晶直径分别为7纳米、27纳米和18纳米。可以在纳米级（10-9m至10-6m）和微米级（10-6m至10-3m）中调节微晶尺寸。
在电导率和杨氏模量基本不变差的情况下，硬度、拉伸强度和0.2％阻力可以提高达2至3倍。发现伸长也可以提高达2至3倍。软化点可以提高达2倍或更多倍。可以在没有热处理的情况下进行辊轧过程；此外，可以进行交叉方法。还发现可加工性提高。可以平衡这些特性。
可以增强各种特性以致可以平衡这些特性。
可以在板、线、薄膜和粉末中实现这些效应。
下面，解释制造具有上述特性的金属合金元件的方法。
首先，在是铸塑合金的情况中，铸塑具有上述组成的合金材料，然后，如果必要，对该材料进行溶解处理，其中在加热至规定温度后进行快速冷却，此外，如果必要，此后在规定温度下进行老化处理。
在是加工金属合金的情况中，铸塑具有上述组成的合金材料，然后，如果必要，对该材料进行溶解处理，其中在加热至规定温度后进行快速冷却，然后将该材料加工成规定的形式，其中如果必要，在此过程之前或之后老化该材料。
溶解处理在820℃下进行1小时；老化处理在480℃下进行3小时。
在铁（Fe）合金中，可以在600至2800℃的温度范围中进行溶解处理，并可以在150至700℃的温度范围中进行老化处理。尤其优选的条件是600至2000℃的用于溶解处理的温度范围和150至700℃的用于老化处理的温度范围。加工过程中的加工效率是任意的，而其优选范围与第一实施方案相同。
据发现，通过添加钆（Gd），可以获得容易加工的具有高功能和耐久性的元件。
在任何情况中，通过上述加工方法，可以明显看出钆（Gd）的添加作用。
在进行溶解处理和老化处理时，也可以获得相同效果。
在对通过将5至30000ppm钆（Gd）添加到其晶格为体心立方晶格的包括高纯铁（Fe）合金的铁（Fe）合金中制成的样品进行评估时，获得钆（Gd）的相同添加作用。
在对各铁（Fe）合金组成的样品进行评估时，获得钆（Gd）的相同添加作用。
在添加钆（Gd）后，提高了硬度、拉伸强度、阻力、伸长、耐热性等方面的特性；这容易加工，并可以改进其可操作性。几乎没有观察到杨氏模量和电导率变差。
在对各铁（Fe）合金组成的样品进行评估时，获得钆（Gd）的相同添加作用。
在下述铁（Fe）合金中，可以看出与图3类似的弹性极限的显著增强：所述铁（Fe）合金在由铁（Fe）和选自非钆（Gd）的稀土金属、碱土金属、硅（Si）、硼（B）、锆（Zr）、锡（Sn）、铟（In）、铅（Pb）、镍（Ni）、锰（Mn）、铜（Cu）、钒（V）、磷（P）和铬（Cr）的至少一种元素构成的金属合金中含有5至30000ppm钆（Gd）。
根据本发明第九实施方案的细微晶高功能金属合金元件包含在包括高纯钛（Ti）合金的钛（Ti）合金中含有5至30000ppm钆（Gd）的金属合金。
根据本发明第九实施方案的细微晶高功能钛（Ti）合金元件如下获得：将钆（Gd）添加到含有99.95重量％钛（Ti）的金属合金中，以使所得金属合金具有500ppm的钆（Gd）含量，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板进行溶解处理，老化，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板。
下一个，将500克钆（Gd）添加到包含99.8重量％钛（Ti）和0.2重量％钯（Pd）的钛（Ti）合金中，然后，将其混合物铸塑成具有30毫米和10毫米宽度的厚板；然后，将这种板进行溶解处理，老化，然后辊轧加工成厚度为0.3毫米的厚板。
通过X-射线分析法分析上述精加工的具有0.3毫米厚度的厚板；通过谢乐方程获得的平均微晶直径分别为7纳米和27纳米。可以在纳米级（10-9m至10-6m）和微米级（10-6m至10-3m）中调节微晶尺寸。
在电导率和杨氏模量基本不变差的情况下，硬度、拉伸强度和0.2％阻力可以提高达2至3倍。发现伸长也可以提高达2至3倍。软化点可以提高达2.1倍。可以在没有热处理的情况下进行辊轧过程；此外，可以进行交叉方法。还发现可加工性提高。可以平衡这些特性。
可以增强各种特性以致可以平衡这些特性。
可以在板、线、薄膜和粉末中实现这些效应。
下面，解释制造具有上述特性的金属合金元件的方法。
首先，在是铸塑合金的情况中，铸塑具有上述组成的合金材料，然后，如果必要，对该材料进行溶解处理，其中在加热至规定温度后进行快速冷却，此外，如果必要，此后在规定温度下进行老化处理。
在是加工金属合金的情况中，铸塑具有上述组成的合金材料，然后，如果必要，对该材料进行溶解处理，其中在加热至规定温度后进行快速冷却，然后将该材料加工成规定的形式，其中如果必要，在此过程之前或之后老化该材料。
在钛（Ti）合金中，可以在600至2700℃的温度范围中进行溶解处理，并可以在150至500℃的温度范围中进行老化处理。尤其优选的条件是500至1550℃的用于溶解处理的温度范围和300至800℃的用于老化处理的温度范围。加工过程中的加工效率是任意的，而其优选范围与第一实施方案相同。
在进行溶解处理和老化处理时，也可以获得相同效果。
在对通过将5至30000ppm钆（Gd）添加到其晶格为密排立方晶格的包括高纯钛（Ti）合金的钛（Ti）合金中制成的样品进行评估时，获得钆（Gd）的相同添加作用。
在对各钛（Ti）合金组成的样品进行评估时，获得钆（Gd）的相同添加作用。
在添加钆（Gd）后，提高硬度、拉伸强度、阻力、伸长、耐热性等方面的特性；这容易加工，并可以改进其可操作性。几乎没有观察到杨氏模量和电导率变差。
在对各钛（Ti）合金组成的样品进行评估时，获得钆（Gd）的相同添加作用。
在由钛（Ti）和选自非钆（Gd）的稀土金属、碱土金属、硅（Si）、硼（B）、铝（Al）、铁（Fe）、锆（Zr）、铜（Cu）、锡Sn、铟（In）、镍（Ni）、钴（Co）、钒（V）和铬（Cr）的至少一种元素构成的金属合金中，可以看出性能特性的显著增强。
实施方案中所用的金属合金不受特别限制。可以不受特定限制地使用除上文提到的功能增强添加剂外的任何成分，只要它是用在普通金属合金中即可。
换言之，上述功能增强添加剂在现有的普通技术合金中也有效。当根据这些实施方案制造合金元件时，适用金属合金的相同实施方案。在是铸塑的情况中，铸塑具有上述组成的合金材料，然后，该材料进行溶解处理，其中在加热至规定温度后进行快速冷却。此后，如果必要，将该材料在规定温度下老化。在是加工金属合金的情况中，铸塑具有上述组成的合金材料，对该材料进行溶解处理，其中在加热至规定温度后进行快速冷却，将该材料加工成规定的形式，此外，在上述过程之前或之后老化该材料。
当钆（Gd）单独或与其它元素复合作为功能增强添加剂以适当量添加到具有面心立方晶格、体心立方晶格或密排六方晶格的金属合金（包括高纯合金）中时，甚至在未经加工的铸塑合金中，也不仅可以获得优异的高功能特性，还可以获得比之前优异的硬度、杨氏模量、拉伸强度、耐热性和可操作性。
考虑到体积占有率，钆（Gd）是实现高功能的最有效元素；此外，其提高耐热性的效果显著。通过添加钆（Gd），尤其可以获得特别高的杨氏模量和弹性极限。如上文可以看出，钆（Gd）非常有效地提高硬度、杨氏模量和拉伸强度；此外，可以获得功能特性的显著增强。此外，添加量小且体积占有率低；因此，可以实现金属合金特有的特性。
钆（Gd）的单独使用可实现作为功能增强添加剂的作用；但是，也可以通过协同效应获得优异的特性，所述协同效应是通过将其与选自上述非钆（Gd）元素的至少一种元素复合添加实现的。
本发明的细微晶高功能金属合金元件可增强功能特性，以致其具有强度以及高阻力、杨氏模量、电导率、热导率、软化点等；此外，由于其高拉伸强度，这不易碎。由于其优异的机械特性和物理特性，这适用于降低尺寸和重量。这是可持续的。此外，这具有优异的可加工性和可操作性。
本发明的细微晶高功能金属合金元件具有增强的功能以及优异的特性，包括硬度、拉伸强度、杨氏模量、阻力、耐热性、电导率和热导率；此外，其具有伸长等，以致其容易以良好的可操作性加工。因此，这不同于传统金属合金元件。此外，其重要特征在于，可以根据使用者的偏好调节这些特性。
相应地，本发明的最显著特征在于，可以增强上述元件的高功能金属合金的重要功能特性以致可以获得具有根据使用者的偏好调节的特性的独特金属合金。

Claims (27)

1.细微晶高功能金属合金元件及其制造方法，其中使其晶格为面心立方晶格、体心立方晶格或密排六方晶格的包括高纯金属合金的金属合金在其中含有5至30000ppm钆（Gd），并使其微晶微细，即，尺寸为纳米级（10-9m至10-6m）和微米级（10-6m至10-3m）。
2.细微晶高功能金属合金元件及其制造方法，其中使其晶格为面心立方晶格的包括高纯金属合金的金属合金在其中含有5至30000ppm钆（Gd），并使其微晶微细，即，尺寸为纳米级（10-9m至10-6m）和微米级（10-6m至10-3m）。
3.细微晶高功能金属合金元件及其制造方法，其中使其晶格为面心立方晶格、体心立方晶格或密排六方晶格的包括高纯金属合金的金属合金在其中含有5至30000ppm单独的钆（Gd）或与选自非钆（Gd）元素的至少一种元素一起的钆（Gd），并使其微晶微细，即，尺寸为纳米级（10-9m至10-6m）和微米级（10-6m至10-3m）。
4.细微晶高功能金属合金元件及其制造方法，其中使其晶格为面心立方晶格的包括高纯金属合金的金属合金在其中含有5至30000ppm单独的钆（Gd）或与选自非钆（Gd）元素的至少一种元素一起的钆（Gd），并使其微晶微细，即，尺寸为纳米级（10-9m至10-6m）和微米级（10-6m至10-3m）。
5.细微晶高功能金属合金元件及其制造方法，其中使其晶格为面心立方晶格、体心立方晶格或密排六方晶格的包括高纯金属合金的金属合金在其中含有5至30000ppm单独的钆（Gd）或与选自非钆（Gd）元素的至少一种元素一起的钆（Gd），使其微晶微细，即，尺寸为纳米级（10-9m至10-6m）和微米级（10-6m至10-3m），并调节其形式，由此弥补其缺陷并增强其各种特性，而不损失合金本身拥有的优异特性。
6.细微晶高功能金属合金元件及其制造方法，其中使其晶格为面心立方晶格的包括高纯金属合金的金属合金在其中含有5至30000ppm单独的钆（Gd）或与选自非钆（Gd）元素的至少一种元素一起的钆（Gd），使其微晶微细，即，尺寸为纳米级（10-9m至10-6m）和微米级（10-6m至10-3m），并调节其形式，由此弥补其缺陷并增强其各种特性，而不损失合金本身拥有的优异特性。
7.用于开发、制造或出售细微晶高功能金属合金元件的商业开发方法，其中使其晶格为面心立方晶格、体心立方晶格或密排六方晶格的包括高纯金属合金的金属合金在其中含有5至30000ppm钆（Gd），使其微晶微细，即，尺寸为纳米级（10-9m至10-6m）和微米级（10-6m至10-3m），并调节其形式，由此弥补其缺陷并增强其各种特性，而不损失合金本身拥有的优异特性。
8.用于开发、制造或出售细微晶高功能金属合金元件的商业开发方法，其中使其晶格为面心立方晶格的包括高纯金属合金的金属合金在其中含有5至30000ppm钆（Gd），使其微晶微细，即，尺寸为纳米级（10-9m至10-6m）和微米级（10-6m至10-3m），并调节其形式，由此弥补其缺陷并增强其各种特性，而不损失合金本身拥有的优异特性。
9.细微晶高功能金属合金元件及其制造方法，其中使其晶格为面心立方晶格、体心立方晶格或密排六方晶格的包括高纯金属合金的金属合金的微晶微细，即，尺寸为纳米级（10-9m至10-6m）和微米级（10-6m至10-3m），并调节其形式，由此弥补其缺陷并增强其各种特性，而不损失合金本身拥有的优异特性。
10.细微晶高功能金属合金元件及其制造方法，其中使其晶格为面心立方晶格的包括高纯金属合金的金属合金的微晶微细，即，尺寸为纳米级（10-9m至10-6m）和微米级（10-6m至10-3m），并调节其形式，由此弥补其缺陷并增强其各种特性，而不损失合金本身拥有的优异特性。
11.细微晶高功能金属合金元件及其制造方法，其中使其晶格为面心立方晶格、体心立方晶格或密排六方晶格的包括高纯金属合金的金属合金在其中含有5至30000ppm单独的钆（Gd）或与选自非钆（Gd）元素的至少一种元素一起的钆（Gd），使其微晶微细，即，尺寸为纳米级（10-9m至10-6m）和微米级（10-6m至10-3m），并调节其形式，由此提高拉伸强度、弹性极限、耐热性、耐蚀性、可加工性、和伸长。
12.细微晶高功能金属合金元件及其制造方法，其中使其晶格为面心立方晶格的包括高纯金属合金的金属合金在其中含有5至30000ppm单独的钆（Gd）或与选自非钆（Gd）元素的至少一种元素一起的钆（Gd），使其微晶微细，即，尺寸为纳米级（10-9m至10-6m）和微米级（10-6m至10-3m），并调节其形式，由此提高拉伸强度、弹性极限、耐热性、耐蚀性、可加工性、和伸长，而基本不使杨氏模量变差。
13.制造根据前述权利要求的细微晶高功能金属合金元件的方法，其中通过在200至2800℃的温度范围中加热后快速冷却所述金属合金来进行溶解处理，并通过在100至1600℃的温度范围中热处理所述结晶金属合金来进行老化处理。
14.制造根据前述权利要求的细微晶高功能金属合金元件的方法，其中在溶解处理后，交替和反复进行加工处理和老化处理。
15.制造细微晶高功能金属合金元件的方法，其包括下述步骤：
铸塑根据前述权利要求的细微晶金属合金元件和细微晶贵金属合金元件的材料，和
对所述材料施以溶解处理。
16.制造细微晶高功能金属合金元件的方法，其包括下述步骤：
铸塑根据前述权利要求的细微晶金属合金元件和细微晶金属合金元件的材料，
对所述材料施以溶解处理，和
在加工之前和之后对所述材料施以老化处理。
17.制造细微晶高功能金属合金元件的方法，其包括下述步骤：
铸塑根据前述权利要求的结晶金属合金元件和细微晶高功能金属合金元件的材料，
对所述材料施以溶解处理，
将所述材料加工成规定的形式，和
在加工之前和之后对所述材料施以老化处理。
18.根据前述权利要求任一方法的制造细微晶高功能金属合金元件的方法，其中溶解处理温度在300至2800℃的范围且老化处理温度在100至1400℃的范围。
19.根据前述权利要求任一方法的制造细微晶高功能金属合金元件的方法，其中溶解处理温度在300至2700℃的范围且老化处理温度在50至1000℃的范围。
20.根据前述权利要求任一方法的制造细微晶高功能金属合金元件的方法，其中溶解处理温度在250至2500℃的范围且老化处理温度在100至800℃的范围。
21.根据前述权利要求任一项的高功能金属合金的用途，作为尺寸和重量降低的产品。
22.根据前述权利要求任一项的细微晶高功能金属合金元件的用途，作为乐器材料。
23.根据前述权利要求任一项的细微晶高功能金属合金元件的用途，作为电子材料。
24.根据前述权利要求任一项的细微晶高功能金属合金元件的用途，作为珠宝材料。
25.根据前述权利要求任一项的细微晶高功能金属合金元件的用途，作为结构材料。
26.根据前述权利要求任一项的细微晶高功能金属合金元件的用途，作为汽车部件。
27.根据前述权利要求任一项的细微晶高功能金属合金元件的用途，作为航空部件。
CN201280037682.2A 2011-06-06 2012-04-10 细微晶高功能金属合金元件及其制造方法 Pending CN103748243A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011138909A JP2012251235A (ja) 2011-06-06 2011-06-06 微細結晶子高機能金属合金部材とその製造方法
JP2011-138909 2011-06-06
PCT/JP2012/060518 WO2012169285A1 (ja) 2011-06-06 2012-04-10 微細結晶子高機能金属合金部材とその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103748243A true CN103748243A (zh) 2014-04-23

Family

ID=47295856

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280037682.2A Pending CN103748243A (zh) 2011-06-06 2012-04-10 细微晶高功能金属合金元件及其制造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20140212324A1 (zh)
EP (1) EP2719780A4 (zh)
JP (1) JP2012251235A (zh)
CN (1) CN103748243A (zh)
WO (1) WO2012169285A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109680183A (zh) * 2017-10-19 2019-04-26 波音公司 钛基合金及用于通过增材制造工艺制造钛基合金部件的方法
CN110621798A (zh) * 2017-05-25 2019-12-27 住友电气工业株式会社 斜圈弹簧和连接器
CN111763844A (zh) * 2020-05-20 2020-10-13 上杭县紫金佳博电子新材料科技有限公司 一种键合金带及其制备方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103258687B (zh) * 2013-04-24 2015-04-22 浙江理工大学 一种突跳式温控器
KR101677146B1 (ko) * 2015-03-17 2016-11-17 한국생산기술연구원 듀플렉스 스테인리스강 및 그 제조방법
CN106893882B (zh) * 2015-12-18 2019-02-05 北京有色金属研究总院 一种铜钆中间合金的制备方法
CN110144482B (zh) * 2019-06-24 2020-03-24 昆明理工大学 一种稀土增强钯合金及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08157983A (ja) * 1994-11-30 1996-06-18 Kuwayama Kikinzoku:Kk Ａｕ高純度の硬質Ａｕ合金製装飾部材
WO1996031632A1 (fr) * 1995-04-07 1996-10-10 Kazuo Ogasa Alliage d'or a haute purete et dur, et procede de production
WO1997047778A1 (fr) * 1996-06-12 1997-12-18 Kazuo Ogasa Alliage d'or dur de grande purete et procede de fabrication correspondant
JP2001049364A (ja) * 2000-07-03 2001-02-20 Kazuo Ogasa 硬質貴金属合金部材とその製造方法
WO2003074745A1 (fr) * 2002-03-01 2003-09-12 Kazuo Ogasa Element d'alliage de metal dur et procede de fabrication de celui-ci
WO2008072485A1 (ja) * 2006-11-24 2008-06-19 Kazuo Ogasa 高性能弾性金属合金部材とその製造方法
JP2009030146A (ja) * 2007-07-26 2009-02-12 Kazuo Ogasa 高性能弾性金属合金部材とその製造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3328130B2 (ja) * 1995-04-07 2002-09-24 小笠 和男 高純度硬質金合金およびその製造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08157983A (ja) * 1994-11-30 1996-06-18 Kuwayama Kikinzoku:Kk Ａｕ高純度の硬質Ａｕ合金製装飾部材
WO1996031632A1 (fr) * 1995-04-07 1996-10-10 Kazuo Ogasa Alliage d'or a haute purete et dur, et procede de production
WO1997047778A1 (fr) * 1996-06-12 1997-12-18 Kazuo Ogasa Alliage d'or dur de grande purete et procede de fabrication correspondant
JP2001049364A (ja) * 2000-07-03 2001-02-20 Kazuo Ogasa 硬質貴金属合金部材とその製造方法
CN1387585A (zh) * 2000-07-03 2002-12-25 小笠和男 硬质贵金属合金部件及其制造方法
WO2003074745A1 (fr) * 2002-03-01 2003-09-12 Kazuo Ogasa Element d'alliage de metal dur et procede de fabrication de celui-ci
WO2008072485A1 (ja) * 2006-11-24 2008-06-19 Kazuo Ogasa 高性能弾性金属合金部材とその製造方法
JP2009030146A (ja) * 2007-07-26 2009-02-12 Kazuo Ogasa 高性能弾性金属合金部材とその製造方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110621798A (zh) * 2017-05-25 2019-12-27 住友电气工业株式会社 斜圈弹簧和连接器
CN110621798B (zh) * 2017-05-25 2021-08-27 住友电气工业株式会社 斜圈弹簧和连接器
CN109680183A (zh) * 2017-10-19 2019-04-26 波音公司 钛基合金及用于通过增材制造工艺制造钛基合金部件的方法
US11486025B2 (en) 2017-10-19 2022-11-01 The Boeing Company Titanium-based alloy and method for manufacturing a titanium-based alloy component by an additive manufacturing process
CN111763844A (zh) * 2020-05-20 2020-10-13 上杭县紫金佳博电子新材料科技有限公司 一种键合金带及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2719780A1 (en) 2014-04-16
US20140212324A1 (en) 2014-07-31
EP2719780A4 (en) 2014-12-31
WO2012169285A1 (ja) 2012-12-13
JP2012251235A (ja) 2012-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103748243A (zh) 细微晶高功能金属合金元件及其制造方法
Polmear et al. Design and development of an experimental wrought aluminum alloy for use at elevated temperatures
AU599332B2 (en) Grain refining of copper-based alloys
TWI521074B (zh) 電子／電氣機器用銅合金、銅合金薄板及導電構件
CN103328665B (zh) 铜合金及铜合金的制造方法
JP2019534374A (ja) ボロンドーピングされた高エントロピー合金およびその製造方法
TW526272B (en) High strength copper alloy excellent in bendability and method for producing the same and terminal and connector using the same
Bishop et al. On enhancing the mechanical properties of aluminum P/M alloys
TWI591192B (zh) Copper alloy
CN102227510A (zh) 电子材料用Cu-Ni-Si-Co系铜合金及其制造方法
CN103502488A (zh) Cu-Ni-Zn-Mn合金
EP3872197A1 (en) Composite copper alloy comprising high-entropy alloy, and manufacturing method therefor
JP5546196B2 (ja) 時効析出型銅合金、銅合金材料、銅合金部品および銅合金材料の製造方法
CN102822364A (zh) 电子材料用Cu-Ni-Si系合金
JP2017518442A (ja) 金とチタンの軽い貴金属合金、及びこのような金とチタンの軽い貴金属合金で作られた計時器又は宝飾類用の部品
JPH055152A (ja) 耐熱硬質焼結合金
CN105793450A (zh) 白色抗菌铜合金
JP5297855B2 (ja) 銅合金板材およびその製造方法
JPWO2008072485A1 (ja) 高性能弾性金属合金部材とその製造方法
CN103789574A (zh) 一种低铜合金及其制备方法和用途
CN103031466B (zh) 一种锡黄铜合金及其制造方法
TW200837203A (en) Cu-Ni-Si-based copper alloy for electronic material
JP5850590B2 (ja) ケイ素を含有する銅−ニッケル−亜鉛合金
JP2011174142A (ja) 銅合金板材および銅合金板材の製造方法
CN106086522B (zh) 一种高强韧镍合金及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140423