热处理对于铸造镁合金的影响

热处理对于铸造镁合金的影响
热处理对于铸造镁合金的影响

热处理对于铸造镁合金的影响

热处理的影响热处理对于铸造镁合金没有任何影响,尤其是对高纯镁合金更没有影响。但是变形镁合金热处理对提高其耐蚀性非常有效。试验证明,镁合金经过均匀处理和淬火后,其在海水中耐蚀性最好,退火后固溶体耐蚀性最低。加热时效温度影响铸造镁合金的盐腐蚀速度,当时效温度高于二百到二百五十摄氏度以后,AZ91D腐蚀速度显著提高。工艺参数对镁合金耐蚀性影响很小。高纯镁合金经过T5和T6处理以后的腐蚀速度低于0.25mm/a。铸态和固溶处理后的晶粒尺寸越小,耐蚀性越好。试验证明,减小壁厚有利于改善铸造镁合金的耐蚀性,但是选择合理壁厚才能达到既提高耐蚀性又提高产量的目的。表面处理的影响表面状态对镁合金腐蚀有非常重要的影响,并且还与铁的含量有关系,可见湿砂处理的精细表面可以使腐蚀速度降低接近两倍。镁合金的冷加工,如拉伸和弯曲,对腐蚀速度没有明显度的影响。喷丸或者喷砂处理表面的耐蚀性能常常比较差,这并非冷加工效应所导致,而是因为表面嵌入了铁杂质。可以通过酸洗去掉0.001~0.005mm深度的这些杂质。若想彻底除掉杂质,最好采用氟化物处理。

镁及镁合金的氧化室温或者高于室温的干燥氯气、碘、溴和氟对镁合金几乎没有腐蚀。溴在低于沸点的时候,及时含有0.02%H2O其腐蚀性也不大。但是氯气中海油微量的水就会使镁合金产生剧烈腐蚀。镁和氧有很大的亲和力,镁和铝相似,但是其还原性更强,镁比

铝和氧的亲和力更大。在高温的时候镁在空气中极易发生氧化甚至燃烧,在高温下其氧化膜无保护性。镁和氧反应生成立方晶格的氧化镁,在氧中,前五到十分钟主要发生镁吸收氧反应,而吸氧速度迅速下降,一小时后几乎就停止了。在空气中镁的氧化速度比在氧气中的要低很多。温度在在四百到四百五十摄氏度的条件下,初始生成的氧化膜具有一定的保护性能。高于四百五十摄氏度的时候,由于生成氧化物体积小于被氧化金属的体积,则氧化膜失去了其保护性能。在高温的情况下,即使在干燥空气中镁也极易发生氧化。经过计算,硅、镁钙在高温四百摄氏度的时候都能被氧化,其中最容易被氧化的是钙,镁与氧的结合力大于硅,略低于钙。

镁合金热处理过程中组织与相的变化

镁合金热处理过程中组织 与相的变化 Prepared on 24 November 2020

镁合金热处理过程中组织与相的变化摘要:本文研究了AZ91D等温热处理过程中的溶质扩散、晶界熔化、晶粒合并以及相变等对枝晶球化过程的影响。结果表明:随着热处理时间的延长,晶粒逐渐球化,而且发生合并现象;同时在界面能降低的驱使下,通过溶质原子的扩散,晶粒内部包裹小液滴;半固态部分重熔过程中经历以下相变:β→α,α +β→L,α→L。 关键词:AZ91D镁合金;等温处理;相变 The Research of Organization and Phase Change of Magnesium Alloy during Isothermal Heat Treatment Abstract: The effect of solute diffusion and the grain boundary melting and grain merger and phase transitions on dendrite spheroidzing process is researched during the isothermal heat treatment. The results show that the grains gradually spheroidize and appear the merger phenomenon with extending the heat treatment the same time, owing to decreasing interfacial energy; the packed small liquid drop form intra - grain by the diffusion of solute atoms, There is the following phase transition: β→α,α+β→L,α→L during The semi-solid remelting. Key words:AZ91D magnesium alloy; isothermal treatment; phase transition 1、概述 镁合金是现代金属结构材料中最轻的一种,以其密度低、比强度和比刚度高、尺寸稳定性好、电磁屏蔽好及价格稳定等优点,近年来在航空航天、仪器制造、国防和电子工业等领域,尤其是汽车工业中获得日益广泛的应用[1]。 镁合金半固态成具有成形温度低、凝固收缩小、缺陷和偏析减少、晶粒尺寸细小、模具寿命延长等优点,被专家学者誉为21世纪新一代新兴金属加工方法。但是,要实现镁合金的半固态成型,首先必须制备初生相为颗粒的非枝晶组织合金。国内外研究者常用的枝晶粒化方法为机械搅拌法或电磁搅拌法。由于机械搅拌法的工艺参数难以控制、搅拌设备易磨损和腐蚀、不适应与高熔点合金和易氧化合金,因此该法很难在工业上推广应

铝合金及热处理

铝合金的热处理 铸造铝合金的金相组织比变形铝合金的金相组织粗大,因而在热处理时也有所不同。前者保温时间长,一般都在2h以上,而后者保温时间短,只要几十分钟。因为金属型铸件、低压铸造件 铸造铝合金的金相组织比变形铝合金的金相组织粗大,因而在热处理时也有所不同。前者保温时间长,一般都在2h以上,而后者保温时间短,只要几十分钟。因为金属型铸件、低压铸造件、差压铸造件是在比较大的冷却速度和压力下结晶凝固的,其结晶组织比石膏型、砂型铸造的铸件细很多,故其在热处理时的保温也短很多。铸造铝合金与变形铝合金的另一不同点是壁厚不均匀,有异形面或内通道等复杂结构外形,为保证热处理时不变形或开裂,有时还要设计专用夹具予以保护,并且淬火介质的温度也比变形铝合金高,故一般多采用人工时效来缩短热处理周期和提高铸件的性能。 一、热处理的目的 铝合金铸件热处理的目的是提高力学性能和耐腐蚀性能,稳定尺寸,改善切削加工和焊接等加工性能。因为许多铸态铝合金的机械性能不能满足使用要求,除Al-Si系的ZL102,Al-Mg系的ZL302和Al-Zn系的ZL401合金外,其余的铸造铝合金都要通过热处理来进一步提高铸件的机械性能和其它使用性能,具体有以下几个方面:1)消除由于铸件结构(如璧厚不均匀、转接处厚大)等原因使铸件在结晶凝固时因冷却速度不均匀所造成的内应力;2)提高合金的机械强度和硬度,改善金相组织,保证合金有一定的塑性和切削加工性能、焊接性能;3)稳定铸件的组织和尺寸,防止和消除高温相变而使体积发生变化;4)消除晶间和成分偏析,使组织均匀化。

二、热处理方法1、退火处理 退火处理的作用是消除铸件的铸造应力和机械加工引起的内应力,稳定加工件的外形和尺寸,并使Al-Si系合金的部分Si结晶球状化,改善合金的塑性。其工艺是:将铝合金铸件加热到280-300℃,保温2-3h,随炉冷却到室温,使固溶体慢慢发生分解,析出的第二质点聚集,从而消除铸件的内应力,达到稳定尺寸、提高塑性、减少变形、翘曲的目的。 2、淬火 淬火是把铝合金铸件加热到较高的温度(一般在接近于共晶体的熔点,多在500℃以上),保温2h以上,使合金内的可溶相充分溶解。然后,急速淬入60-100℃的水中,使铸件急冷,使强化组元在合金中得到最大限度的溶解并固定保存到室温。这种过程叫做淬火,也叫固溶处理或冷处理。 3、时效处理 时效处理,又称低温回火,是把经过淬火的铝合金铸件加热到某个温度,保温一定时间出炉空冷直至室温,使过饱和的固溶体分解,让合金基体组织稳定的工艺过程。 合金在时效处理过程中,随温度的上升和时间的延长,约经过过饱和固溶体点阵内原子的重新组合,生成溶质原子富集区(称为G-PⅠ区)和G-PⅠ区消失,第二相原子按一定规律偏聚并生成G-PⅡ区,之后生成亚稳定的第二相(过渡相),大量的G-PⅡ区和少量的亚稳定相结合以及亚稳定相转变为稳定相、第二相质点聚集几个阶段。 时效处理又分为自然时效和人工时效两大类。自然时效是指时效强化在室温下进行的时效。人工时效又分为不完全人工时效、完全人工时效、过时效3

镁合金材料工艺

镁合金发展 针对陕北的跨越式发展目标,提出了建设府谷、神木镁产业基地,推进榆林能源基地资源深度转化,拉长产业链条,加大财政引导资金投入力度,组建省级镁业企业集团,集中力量开展技术攻关,重点发展六种镁合金,加强镁业人才建设 镁锂合金材料是当今世界上最轻的金属结构材料,属于国际上列入高度保密的技术。今年年底,中国将在西安阎良国家航空高技术产业基地实现这种金属结构材料的规模化生产,用于航空、航天、能源等多个领域。 据西安交通大学材料专家柴东朗教授介绍,镁锂合金材料具有低密度、高塑性等特点,是当今世界上最轻的金属结构材料,可部分替代目前应用于航空、航天领域的铝材及其他铝合金材料,具有广泛的应用前景。中国对镁锂合金材料研究已有一段时间,但是大多数处于实验室阶段,直到2010年西安交通大学与西安四方超轻材料有限公司合作在西安阎良国家航空高技术产业基地建成了中国第一条镁锂合金生产线。 经过两年来的进一步研发,目前西安四方超轻材料有限公司已在镁锂合金的冶炼工艺、质量控制、表面处理、机械加工等方面取得了突破性成果,为产品的推广应用创造了良好条件。 根据规划,到今年年底,西安四方超轻材料有限公司镁锂合金超轻材料项目将实现规模化生产,预计可年产100吨镁锂合金超轻材料。 我国镁深加工能力很薄弱。虽然早在50年代后期镁压铸业就已经起步,先后有若干厂家生产林业用机械和工具、风动工具等镁合金压铸件。到了90年代初,在汽车工业、电子工业发展的带动下,国内的镁压铸业有了较大的发展。为3C等产品配套的镁合金压铸件厂主要云集在华南和江、浙地区,尤以珠江三角洲一带最为突出。这一地区受到香港、台湾两地资金的投入、技术的支撑、市场的开拓以及管理的介入等全方位的拉动,发展速度令人关注。 积极稳妥地发展镁产业实现镁合金产业化是一项涉及面广、技术集成度高的大型系统工程。近10多年来,在世界范围内相继建立的一大批镁合金压铸工

热处理对于铸造镁合金的影响

热处理对于铸造镁合金的影响 热处理的影响热处理对于铸造镁合金没有任何影响,尤其是对高纯镁合金更没有影响。但是变形镁合金热处理对提高其耐蚀性非常有效。试验证明,镁合金经过均匀处理和淬火后,其在海水中耐蚀性最好,退火后固溶体耐蚀性最低。加热时效温度影响铸造镁合金的盐腐蚀速度,当时效温度高于二百到二百五十摄氏度以后,AZ91D腐蚀速度显著提高。工艺参数对镁合金耐蚀性影响很小。高纯镁合金经过T5和T6处理以后的腐蚀速度低于0.25mm/a。铸态和固溶处理后的晶粒尺寸越小,耐蚀性越好。试验证明,减小壁厚有利于改善铸造镁合金的耐蚀性,但是选择合理壁厚才能达到既提高耐蚀性又提高产量的目的。表面处理的影响表面状态对镁合金腐蚀有非常重要的影响,并且还与铁的含量有关系,可见湿砂处理的精细表面可以使腐蚀速度降低接近两倍。镁合金的冷加工,如拉伸和弯曲,对腐蚀速度没有明显度的影响。喷丸或者喷砂处理表面的耐蚀性能常常比较差,这并非冷加工效应所导致,而是因为表面嵌入了铁杂质。可以通过酸洗去掉0.001~0.005mm深度的这些杂质。若想彻底除掉杂质,最好采用氟化物处理。 镁及镁合金的氧化室温或者高于室温的干燥氯气、碘、溴和氟对镁合金几乎没有腐蚀。溴在低于沸点的时候,及时含有0.02%H2O其腐蚀性也不大。但是氯气中海油微量的水就会使镁合金产生剧烈腐蚀。镁和氧有很大的亲和力,镁和铝相似,但是其还原性更强,镁比

铝和氧的亲和力更大。在高温的时候镁在空气中极易发生氧化甚至燃烧,在高温下其氧化膜无保护性。镁和氧反应生成立方晶格的氧化镁,在氧中,前五到十分钟主要发生镁吸收氧反应,而吸氧速度迅速下降,一小时后几乎就停止了。在空气中镁的氧化速度比在氧气中的要低很多。温度在在四百到四百五十摄氏度的条件下,初始生成的氧化膜具有一定的保护性能。高于四百五十摄氏度的时候,由于生成氧化物体积小于被氧化金属的体积,则氧化膜失去了其保护性能。在高温的情况下,即使在干燥空气中镁也极易发生氧化。经过计算,硅、镁钙在高温四百摄氏度的时候都能被氧化,其中最容易被氧化的是钙,镁与氧的结合力大于硅,略低于钙。

铝合金铸件的铸造工艺分析

铝合金铸件的铸造工艺分析 摘要:随着我国汽车工业的迅猛发展,一方面对汽车用压铸件的需求量日益提升;另一方面为了应对环境污染以及资源紧张的发展现状,对汽车用压铸件的质 量要求及应用范围提出了更高的要求。本文从高压铸造的角度探讨铝合金铸件几 种关键的高圧鋳造工艺。 关键词:铝合金铸件;铸造工艺 压力铸造是近代金属加工工艺中发展较快的一种少无切削的特种铸造方法, 具有生产效率高、经济指标优良、铸件尺寸精度高和互换性好等特点,在制造业,尤其是规模化产业得到了广泛应用和迅速发展。压力铸造是铝、镁和锌等轻金属 的主要成形方法,适用于生产大型复杂薄壁壳体零件。压铸件已成为汽车、运动 器材、电子和航空航天等领域产品的重要组成部分,其中汽车行业是压铸技术应 用的主要领域,占到70%以上。随着汽车、摩托车、内燃机、电子通信、仪器仪表、家用电器、五金等行业的快速发展,压铸件的功能和应用领域不断扩大,从 而促进了压铸技术不断发展,压铸件品质不断提高。本文针对铝合金高压压铸技 术进行分析探讨。 1高性能压铸合金技术 对于新型高强韧压铸铝合金的开发,主要包括两个方面:一是针对现有传统压 铸铝合金的合金成分或添加合金元素进行优化设计;二是开发新型压铸铝合金系。而新型压铸铝合金一般要求其满足以下几点:①适用于壁厚为2-v4 mm复杂结构 压铸件的生产;②铸态下的抗拉强度和屈服强度分别可以达到300 MPa和150 MPa,且具有15%的伸长率;③具有良好的耐腐蚀性能;④可以通过工业上对变形 铝合金常用的高温喷漆过程对合金进行一定的强化;⑤可进行热处理强化处理;⑥ 可回收利用且环境友好。当前常用的高强韧压铸铝合金有Silafont-36, Magsimal-59, Aural-2及ADC-3等牌号,均为国外开发,其共同特点是Fe含量均比普通压 铸铝合金更低;另外其他杂质元素如Zn,Ti等均进行了严格控制。 对于新型压铸镁合金的开发,主要包含三个方面:超轻高强度压铸镁合金;抗高温蠕变压铸镁合金;耐蚀压铸镁合金。超轻高强度压铸镁合金的研究主要集中在 Mg-Li系合金,Li元素可提高合金的韧性,而强度则下降,通过添加第三元素, 经热处理后,合金的强度得到大幅度提高。抗高温蠕变压铸镁合金的研究主要集 中在添加合金元素,其有三方面作用:一是细晶强化,合金元素的添加有利于形成高熔点形核质点达到异质形核细化晶粒的效果;二是析出相强化并钉扎晶界,组织晶界滑移;三是固溶强化,Y等元素固液界面前沿形成强的溶质过冷层,抑制了初 生相生长而细化晶粒。而耐蚀压铸镁合金的研究同样集中在添加合金元素上,同 时还应与提高力学性能和抗高温蠕变性能相结合,以开发耐腐蚀热稳定优良的压 铸镁合金系列为目的,加强对压铸镁合金添加合金元素的研究;开展压铸镁合金后期处理的研究,例如对镁合金表面进行涂层、强化处理,阻止氧化反应和介质腐蚀。 目前国内对这部分压铸合金的规模化回收处理通常是采用直接加入火焰炉或 感应炉内重熔的方式,此种回收处理工艺所带来的主要问题是金属烧损大、重熔 能耗高、环境污染较重、人工劳动强度大、作业条件恶劣等。 2高真空压铸技术 当前,真空压铸以抽除型腔内气体的形式为主流,将真空阀装在模具上,其 最大的优点在于模具的设计和结构基本上与常规压铸相同,在分型面、推杆配合

铝及铝合金热处理工艺

铝及铝合金热处理工艺

1. 铝及铝合金热处理工艺 1.1 铝及铝合金热处理的作用 将铝及铝合金材料加热到一定的温度并保温一定时间以获得预期的产品组织和性能。 1.2 铝及铝合金热处理的主要方法及其基本作用原理 1.2.1 铝及铝合金热处理的分类(见图1) 图1 铝及铝合金热处理分类 1.2.2 铝及铝合金热处理基本作用原理 (1) 退火:产品加热到一定温度并保温到一定时间后以一定的冷却速度冷却到室温。通过原子扩散、迁移,使之组织更加均匀、稳定、,内应力消除,可大大提高材料的塑性,但强度会降低。 ①铸锭均匀化退火:在高温下长期保温,然后以一定速度(高、中、低、慢)冷却,使铸锭化学成分、组织与性能均匀化,可提高材料塑性20%左右,降低挤压力20%左右,提高挤压速度15%左右,同时使材料表面处理质量提高。 铝及铝合金热处理 回归 均匀化退火 退火 成品退火 中间退火 过时效 欠时效 自然时效 人工时效 多级时效 时效 固溶淬火 离线淬火 在线淬火 一次淬火 阶段淬火 立式淬火 卧式淬火

②中间退火:又称局部退火或工序间退火,是为了提高材料的塑性,消除材料 内部加工应力,在较低的温度下保温较短的时间,以利于续继加工或获得某种性能的组合。 ③完全退火:又称成品退火,是在较高温度下,保温一定时间,以获得完全再 结晶状态下的软化组织,具有最好的塑性和较低的强度。 (2)固溶淬火处理:将可热处理强化的铝合金材料加热到较高的温度并保持一定 的时间,使材料中的第二相或其它可溶成分充分溶解到铝基体中,形成过饱和固溶体,然后以快冷的方法将这种过饱和固溶体保持到室温,它是一种不稳定的状态,因处于高能位状态,溶质原子随时有析出的可能。但此时材料塑性较高,可进行冷加工或矫直工序。 ①在线淬火:对于一些淬火敏感性不高的合金材料,可利用挤压时高温进行固 溶,然后用空冷(T5)或用水雾冷却(T6)进行淬火以获得一定的组织和性能。 ②离线淬火:对于一些淬火敏感性高的合金材料必须在专门的热处理炉中重新 加热到较高的温度并保温一定时间,然后以不大于15秒的转移时间淬入水中或油中,以获得一定的组织和性能,根据设备不同可分为盐浴淬火、空气淬火、立式淬火、卧式淬火。 (3)时效:经固溶淬火后的材料,在室温或较高温度下保持一段时间,不稳定的 过饱和固溶体会进行分解,第二相粒子会从过饱和固溶体中析出(或沉淀),分布在α(AL)铝晶粒周边,从而产生强化作用称之为析出(沉淀)强化。自然时效:有的合金(如2024等)可在室温下产生析出强化作用,叫做自然时效。人工时效:有些合金(如7075等)在室温下析出了强化不明显,而在较高温度下的析出强化效果明显,称为人工时效。 人工时效可分为欠时效和过时效。 ①欠时效:为了获得某种性能,控制较低的时效温度和保持较短的时效时间。 ②过时效:为了获得某些特殊性能和较好的综合性能,在较高的温度下或保温 较长的时间状态下进行的时效。 ③多级时效:为了获得某些特殊性能和良好的综合性能,将时效过程分为几个 阶段进行。

镁合金的分类及特点

镁合金的分类及特点 1.2.1镁合金的分类 镁合金是以金属镁为基体,通过添加一些其它的元素而形成的合金,镁合金中添加的合金元素主要有Al、Zn、Mn、Si、Zr、Ca、Li以及部分稀土族元素等[10],一般说来镁合金的分类依据有以下三种:合金化学成分、成形工艺和是否含锆。 镁合金按合金化组元数目可分为二元、三元和多元合金体系。常见的镁合金体系一般都含有不止一种合金元素。但在实际中,为了分析方便,简化和突出合金中主合金元素的作用,可以把镁合金分为Mg-Mn、Mg-Al、Mg-RE、Mg-Th、Mg-Li 和Mg-Ag 等合金系列[11]。按合金中是否含锆,镁合金可划分为含锆和不含锆两大类。最常见的含锆镁合金系列为:Mg-Zn-Zr、Mg-RE-Zr、Mg-Th-Zr、Mg-Ag-Zr 系列。不含锆镁合金有:Mg-Zn、Mg-Mn和Mg-Al系列。目前应用最多的是不含锆压铸镁合金Mg-Al 系列。含锆和不含锆镁合金中均既包含着变形镁合金,又包含着铸造镁合金。锆在镁合金中的主要作用就是细化镁合金晶粒。含锆镁合金具有优良的室温性能和高温性能。遗憾的是Zr不能用于所有的工业合金中,对于Mg-Al 和Mg-Mn 合金,由于冶炼时Zr与Al及Mn形成稳定的化合物,并沉入坩埚底部,无法起到细化晶粒的作用[12]。 按成形工艺镁合金可分为两大类,即变形镁合金和铸造镁合金。变形镁合金是指可用挤压、轧制、锻造和冲压等塑性成形方法加工的镁合金。铸造镁合金是指适合采用铸造的方式进行制备和生产出铸件直接使用的镁合金[11]。变形镁合金和铸造镁合金在成分、组织和性能上存在着很大的差异。目前,铸造镁合金比变形镁合金的应用要广泛,但与铸造工艺相比,镁合金热变形后合金的组织得到细化,铸造缺陷消除,产品的综合机械性能大大提高,比铸造镁合金材料具有更高的强度、更好的延展性及更多样化的力学性能[13]。因此,变形镁合金具有更大的应用前景。 1.2.2 主合金元素的作用 根据镁合金的强化效果,其合金的元素可以分为三类[14,15]: 1)既提高强度又提高韧性的合金元素,按作用效果顺序为: 强度标准:Al、Cn、Ag、Ce、Ga、Ni、Cu、Th;韧性标准:Th、Ga、Zn、Ag、Ce、Ca、Al、Ni、Cu; 2)强化能力较低,提高韧性的元素:Cd,Ti和Li; 3)强化效果较好,但使韧性降低的元素:Sn、Pb、Bi和Sb。 1.3 Mg-Zn-RE系合金的研究现状 1.3.1 Mg-Zn系合金 纯粹的Mg-Zn二元合金在实际中几乎没有得到应用,因为该合金的铸造性差,合金组织粗大,容易出现偏析和热裂等铸造缺陷,对显微疏松非常敏感。但Mg-Zn合金有一个最为明显的优点,就是可以通过时效处理来提高合金的强度。所以该合金的进一步的发展就是寻找新的合金添加元素,达到细化晶粒,使组织均匀化,减少合金显微疏松[1,16,17]。在Mg-Zn 合金中加入Cu元素,会使合金的韧性和时效硬化明显增加,这是因为Cu元素能提高Mg-Zn 合金的共晶温度,因而可在较高的温度固溶,使更多的Zn、Cu溶于合金中,增加了合金随后的时效强化效果[16]。Mg-Zn合金中引入Cu元素的缺点是导致合金的耐蚀性降低;Zr是对Mg-Zn系合金最为有效的晶粒细化元素,在Mg-Zn合金中加入Zr元素会使粗大的晶粒得到细化。这类合金均属于时效强化合金,一般都在固溶+时效或者直接时效的状态下使用,具有较高的抗拉强度和屈服强度[18]。然而,这类合金的不足之处是对显微疏松比较敏感,焊

镁合金热处理简介

镁合金热处理 各位领导、同事们: 很荣幸能在这里和大家共同学习。感谢公司领导给予我的机会! 我进入公司的这两年多时间,从事了镁合金熔炼、铸造、压力加工、热处理等方面的一些工作。今天,仅就自己在镁合金热处理方面工作、学习的部分收获及心得,与各位进行讨论。由于水平有限,错误与不当处在所难免,请各位不吝赐教。 固态金属(包括纯金属及合金)在温度和压力改变时,组织和结构会发生变化,统称为金属固态相变。金属中固态相变的类型很多,有的金属在不同的条件下会发生几种不同类型的转变。例如钢铁的奥氏体、铁素体转变。掌握金属固态相变规律及影响因素,采取措施控制相变过程,以获得预期组织,从而使其具有预期的性能。常用的措施包括特定的加热和冷却工艺,也就是热处理。钢铁的淬火,为的是快速冷却以保持其高温相,从而达到所需要的性能。 对于镁合金,常采用的热处理方式包括:均匀化退火(扩散退火)、固溶(淬火)(T4)、时效(T5)、固溶+时效(T6)、热水淬火+时效(T61)、去应力退火、完全退火等。这里做以下方面简要介绍: 1.均质化退火,其目的是消除铸件在凝固过程中形成的晶内偏析。那么,晶内偏析是如何形成的呢?这个,我们就需要了解结晶凝固过程,下图1为镁合金相图中最普通的Mg-Al相图: 以AZ61为例,从相图中我们可以看到,从液相线开始,熔体开始凝固,形核随着温度下降开始长大,在每一个温度点,液相和固相

图1 Mg-Al相图 成分分别对应于该温度时的液相线和固相线所对应的成分。造成了晶粒随温度下降而长大过程中的成分不均匀,也就是晶内偏析。均质化退火,主要作用就是将铸件加热到一定温度,使物质迁移作用明显,消除晶粒内浓度梯度。 对于固溶、时效等热处理手段,更确切的来说,是利用合金元素在基体中溶解度随温度变化这一属性。 2.固溶处理。基体不发生多型转变的合金系,室温平衡组织为α+β,α为基体固溶体,β为第二相。当合金加热到一定温度是,β相将溶于基体而得到单相α相固溶体,这就是固溶化。如果合金从该温度以足够大的速度冷却下来,合金元素的扩散和重新分配来不及进行,β相就不能形核和长大,α固溶体中就不可能析出β相,而且由于基体固溶体在冷却过程中不发生多型性转变,因此这时合金的室温

镁合金压铸熔炉安全操作规程(2021版)

( 操作规程 ) 单位:_________________________ 姓名:_________________________ 日期:_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 镁合金压铸熔炉安全操作规程 (2021版) Safety operating procedures refer to documents describing all aspects of work steps and operating procedures that comply with production safety laws and regulations.

镁合金压铸熔炉安全操作规程(2021版) 熔炉的安全操作: ①未经过培训人员不得进入设备区。 ②在有镁尘、镁粉或镁屑处点明火或吸烟有爆炸危险。 ③设备零件带电,不正确维修保养电器,接地线未坚固,会造成人身伤害或死亡。 ④随意改装设备会降低设备的安全,有可能导致伤人或死亡。 ⑤对设备进行危险及错误操作,有可能导致伤人或死亡。 ⑥将潮湿或脏的镁锭及镁尘、镁粉、镁渣加入熔炉有爆炸危险。所以,加入坩埚的镁合金应干燥、无油、无脏、预热不低于150℃。 ⑦坩埚中熔化镁溢出来,可造成人烧伤、死亡、所以镁合金熔化或加料时要穿保护服。 ⑧安全设备,需备足以下设备且易取和防火处:

A、灭火器(D级灭火器)D类灭火器必须使用具有国家安全质量认证并且具有品质社会保险资格产品。 B、干盐或干沙 C、无尘石棉垫防止烧着衣服 D、安全衣及安全鞋耐700℃以上的高温 E、安全手套 F、护眼硬帽 ⑨急救设备 A、氧气及防毒罩 B、医药箱(end) 云博创意设计 MzYunBo Creative Design Co., Ltd.

镁合金锻造工艺特点

镁合金锻造工艺特点 1.坯料准备 镁合金锻造用原材料主要有铸锭和挤压棒材,大多数情况下都采用挤压棒材,仅在锻造大型模锻件时,才采用铸锭作为原材料。为提高可锻性,铸锭锻前应进行均匀化退火,以改善其塑性。镁合金挤压棒材的特点是塑性好,但其机械性能的异向性较铝合金挤压棒材严重,这是由于在挤压过程中,除形成纤维组织外,密排六方晶格脆的基面逐步转向与挤压方向重合而造成的。为了获得机械性能均匀的锻件,挤压棒材应尽可能减少机械性能异向性,为此铸锭于挤压前应进行均匀化退火,并要增大挤压时的变形程度。 镁合金下料可在圆盘锯或车床上进行,而不采用剪床下料,以防在切口处形成裂纹。除MB2,MB15外,一般不推荐在热态下剁切。铸锭在锻前应进行表面机械加工,对坯料或棒料也应检查并消除表面缺陷,以防在锻造中发生开裂。MB15挤压棒材常常带有粗晶环,锻前应进行扒皮。由于镁屑易燃,下料速度应缓慢。切削时不用润滑剂和冷却液,以防镁屑燃烧和毛坯受到腐蚀。切屑要单独存放,工作场地要清洁,以防烟火和爆炸。 2.锻前加热 镁合金的加热方法与铝合金的基本相同。镁合金有良好的导热性,任何尺寸的毛坯或铸锭均可不经预热而直接放入炉膛内加热。但镁合金中的原子扩散速度慢,强化相的溶解需要较长时间,故实际采用的加热时间还是较长的。加热时间可按每毫米坯料直径(或厚度)1.5~2min计算。镁合金属于低塑性合金,其锻造温度范围比铝合金窄。镁合金的锻造温度范围和加热规范如表25所示。 表25 镁合金的锻造温度范围和加热规范 镁合金的加热温度和保温时间,不仅影响合金的工艺塑性,而且还影响锻件锻后的组织和机械性能,这是因为镁合金没有相变重结晶,多数镁合金是不能通过热处理强化的。如果加热温度过高、保温时间过长或加热次数过多,则再结晶愈充分且晶粒尺寸增大,使镁合金的抗拉强度和屈服强度降低,即产生软化现象(图39)。这种晶粒长大及软化现象,不能靠随后的热处理来补救,所以必须严格控制锻造工艺。镁合金在不同温度下允许的最长保温时间见表26。加热时间与装炉量有关。电炉的正常装炉量应保证毛坯都放在炉膛有效区内,毛坯之间有一定间隙,而且不重叠。箱式电阻炉常增设框架来增加装炉量。几种箱式电炉的装炉量见表27。 大多数情况下,镁合金铸件的力学性能取决于锻造中的应变硬化,故应特别重视每火加热所产生的软化和变形强化的综合效果。尤其最终锻造工序的加热温度应取下限,才能保证锻件性能。但若温度过低,将形成裂纹。 图39 MB15合金的软化曲线(保温8h) 表26 镁合金在不同温度下允许的最长保温时间 表27 铝、镁、铜合金锻压加热电炉装炉量① 注:①表中的装炉量为电炉内增设双层框架的装炉量;如单层无框架,装炉量减半。

镁合金的优缺点与应用

镁合金的优缺点及应用 镁合金是以镁为原料的高性能轻型结构材料,比重与塑料相近,刚度、强度不亚于铝,具有较强的抗震、防电磁、导热、导电等优异性能,并且可以全回收无污染。镁合金质量轻,其密度只有1.7 kg/m3,是铝的2/3,钢的1/4,强度高于铝合金和钢,比刚度接近铝合金和钢,能够承受一定的负荷,具有良好的铸造性和尺寸稳定性,容易加工,废品率低,具有良好的阻尼系数,减振量大于铝合金和铸铁,非常适合用于汽车的生产中,同时在航空航天、便携电脑、手机、电器、运动器材等领域有着广泛的应用空间。 、镁合金的优点 1、镁合金密度小但强度高、刚性好。在现有工程用金属中,镁的密度最小,是钢的1/5,锌的1/4,铝的2/3。普通铸造镁合金和铸造铝合金的刚度相同,因而其比强度明显高于铝合金。镁合金的刚度随厚度的增加而成立方比增加,故而镁合金制造刚性好的性能对整体构件的设计十分有利。 2、镁合金的韧性好、减震性强。镁合金在受外力作用时,易产生较大的变形。但当受冲击载荷时,吸收的能量是铝的1.5倍,因此, 很适合应于受冲击的零件一车轮;镁合金有很高的阻尼容量,是避免由于振动、噪音而引起工人疲劳等场合的理想材料。 3、镁合金的热容量低、凝固速度快、压铸性能好。镁合金是良好

的压铸材料,它具有很好的流动性和快速凝固率,能生产表面精细、棱角清晰的零件,并能防止过量收缩以保证尺寸公差。由于镁合金热容量低,与生产同样的铝合金铸件相比,其生产效率高40% ~ 50% ,且铸件尺寸稳定,精度高,表面光洁度好。 4、镁合金具有优良的切削加工性。镁合金是所有常用金属中较容易加工的材料。加工时可采用较高的切削速度和廉价的切削刀具工具消耗低。而且不需要磨削和抛光,用切削液就可以得到十分光洁的表面。 5、资源丰富。中国是镁资源大国,菱镁矿、白云石矿和盐湖镁资源等优质炼镁原料在中国的储量十分丰富,为中国的原镁工业及 下游”产业的蓬勃发展和不断进步提供了物质保证。进入20世纪90 年代以来,随着改革开放和市场经济的不断深入发展,中国镁工业也有了突飞猛进的发展。2000年全国镁产量约为200 kt ,几乎占世界镁产量的40%,位居全球第一。2005年,原镁产量达到354 kt, 原镁产能接近600 kt ,比2004年净增100kt,同比增长32.1%,占全球镁产量的2/3 ,成为中国继铝、铜、铅、锌之后的第五大有色金属。 二、镁合金的缺点 1、易燃性。镁元素与氧元素具有极大的亲和力,其在高温下甚至还处于固态的情况下,就很容易与空气中的氧气发生反应,放出大量热,且生成的氧化镁导热性能不好,热量不能及时发散,继而促进了氧化反应的进一步进行,形成了恶性循环,而且氧化镁疏松多孔,不能有效阻隔空气中氧的侵入。

镁合金热处理工艺及研究现状

镁合金热处理工艺及研究现状 摘要:镁合金具有较高的比刚度、比强度、良好的电磁屏蔽性、减振性能和散热性能,是最轻的结构金属材料之一,在航空航天领域具有广泛的应用前景。本文综述了镁合金热处理工艺及其研究现状。 关键词:镁合金热处理研究现状 多数镁合金都可通过热处理来改善或调整材料的力学性能和加工性能。镁合金能否通过热处理强化完全取决于合金元素的固溶度是否随温度变化。当合金元素的固溶度随温度变化时,镁合金可以进行热处理强化。镁合金的常规热处理工艺分为退火和固溶时效两大类。 镁合金热处理强化的特点是:合金元素的扩散和合金相的分解过程极其缓慢,因此固溶和时效处理时需要保持较长的时间。另外,镁合金在加热炉中应保持中性气氛或通入保护气体以防燃烧。 一、退火 退火可以显著降低镁合金制品的抗拉强度并增加其塑性,对某些后续加工有利。变形镁合金根据使用要求和合金性质,可采用高温完全退火(O)和低温去应力退火(T2)。 完全退火可以消除镁合金在塑性变形过程中产生的加工硬化效应,恢复和提高其塑性,以便进行后续变形加工。完全退火时一般会发生再结晶和晶粒长大,所以温度不能过高,时间不能太长。当镁合金含稀土时,其再结晶温度升高。AM60、AZ31、AZ61、AZ60 合金经热轧或热挤压退火后组织得到改善。去应力退火既可以减小或消除变形镁合金制品在冷热加工、成形、校正和焊接过程中产生的残余应力,也可以消除铸件或铸锭中的残余应力。 二、固溶和时效 1、固溶处理 要获得时效强化的有利条件,前提是有一个过饱和固溶体。先加热到单相固溶体相区内的适当温度,保温适当时间,使原组织中的合金元素完全溶入基体金属中,形成过饱和固溶体,这个过程就称为固溶热处理。由于合金元素和基体元素的原子半径和弹性模量的差异,使基体产生点阵畸变。由此产生的应力场将阻碍位错运动,从而使基体得到强化。固溶后屈服强度的增加将与加入溶质元素的浓度成二分之一次方比。 根据Hmue-Rothery规则,如果溶剂与溶质原子的半径之差超过14%~15%,该种溶剂在此种溶质中的固溶度不会很大。而Mg的原子直径为3.2nm,则Li,Al,Ti,Cr,Zn,Ge,Yt,Zr,Nb,Mo,Pd,Ti,Pb,Bi等元素可能在Mg中会有显著的固溶度。另外,若给定元素与Mg的负电性相差很大,例如当Gordy定义的负电性值相差0.4以上(即∣xMg-x∣>0.4)时,也不可能有显著的固溶度。因为此时Mg和该元素易形成稳定的化合物,而非固溶体。 2、人工时效 沉淀强化是镁合金强化(尤指室温强度)的一个重要机制。在合金中,当合金元素的固溶度随着温度的下降而减少时,便可能产生时效强化。将具有这种特征的合金在高温下进行固溶处理,得到不稳定的过饱和固溶体,然后在较低的温度下进行时效处理,即可产生弥散的沉淀相。滑动位错与沉淀相相互作用,使屈服强度提高,镁合金得到强化: Tyield=(2aGb)/L+τ a (1) 式中Tyield为沉淀强化合金的屈服强度;τa为没有沉淀的基体的屈服强度;(2aGb/L)为在沉淀之间弯出位错所需的应力。 由于具有较低的扩散激活能,绝大多数镁合金对自然时效不敏感,淬火后能在室温下长期保持淬火状态。部分镁合金经过铸造或加工成形后不进行固溶处理而是直接进行人工时效。这种工艺很简单,可以消除工件的应力,略微提高其抗拉强度。对Mg-Zn系合金就常在热变

航空航天镁及镁合金应用

“航空航天、交通运输用高强镁合金加工材”类中,关键领域“航空航天”此方向下,具体产品(技术)名称中3类铸件锻件、挤压变形材、板带材,我公司是否有能力按照“产品(技术)要求”进行生产,并按照产品(技术)要求中的指标能生产的具体产品名称或方向各是哪些。 一.镁合金锻件运用领域 在大多数工程应用中,通常要求零件拉伸性能具有各向同性。因此,必须对镁合金铸锭坯进行不同方向的镦粗。使用三轴锻造可以控制镁合金三个方向上的镦粗过程,能有效避免各向异性。采用上述工艺可制备出的镁合金锻件,已成功地应用于航空、汽车等工业领域。比如,直升机及赛车发动机用镁合金锻件、直升机用镁合金锻件、箱罩用镁合金锻件,镁合金轮毂这些部件能承受极高的静态和动态交变载荷,并长期服役高温环境中。 二.锻造用典型镁合金 1.几种常用变形镁合金牌号和机械性能及其在航空领域的应用

锻造常用镁合金是Mg-Al-Zn、Mg-Zn-Zr和Mg-Mn 系,其他的还有Mg-Th、Mg -Re -Zn -Zr 和Mg-Al-Li 系等。 Mg-Al-Zn系合金一般属于中等强度、塑性较高的变形材料。按照ASTM标准,该系中常用的镁合金有AZ31B、AZ61A、AZ80A,我国与此相当的牌号分别是MB2、MB5、MB7。但是,Mg-A1-Zn系合金铸锭的实际晶粒尺寸不适于铸造后直接锻造,因此锻造前有必要对铸锭进行预挤压,以获得合乎要求的细晶组织,提高合金的可锻性。早在上世纪90年代李相容基于MB2制订出了镁合金的合理锻造工艺规范,随后国内很少有利用该系镁合金研制或生产镁锻件的报道。据悉俄罗斯已拥有用成套镁合金熔炼锻造生产线专利及专有技术,进行MA2—1(相当于我国牌号的MB3)镁合金锻造汽车轮毂和摩托车轮毂生产。 MB2是Mg-Al-Zn系不可热处理强化的变形镁合金。合金在室温下工艺塑性差,高温时塑性好,因此合金的压力加工工序必须在加热状态下进行。合金的切削加工性能、焊接性能良好,应力腐蚀倾向小,耐蚀性能较好。该合金可加工成形状复杂的锻件和模锻件,

镁合金制件的铸造成形

镁合金制件的铸造成形 镁合金制件铸造成形可采用重力浇注、低压铸造和压铸。近年来又出现触变注射成型新技术。其中以压铸的工艺及设备最为成熟,目前国内外的镁合金制件绝大多数用压铸法生产。 1) 镁合金制件的压铸成型: 由于镁合金溶液易氧化以致燃烧,铸造时热裂倾向比铝合金大,因此镁合金在熔化、浇注及压铸液的温度控制等方面都比铝合金压铸要复杂。压铸机分热室压铸机与冷室压铸机,热室压铸机的生产效率高,约为同容量冷室压铸机的2倍,但其锁型力一般在7840kn以下,通常用于质量不大(一般在2kg以下)的薄壁铸件,例如美国White Metal Casting公司生产的外形尺寸为61 0x61 0nm的镁合金计算机外壳,英国Kirt Precision公司生产的2.5kg重的自行车架都是用热室压铸机生产的。 冷室压铸机应用更广,美国Prince公司于1 990年生产出一台锁型力达13.72MN的世界最先进的大型镁合金冷室压铸机,该件集熔化、压铸于一体,并采用了取件机器人。冷室压铸机适于生产壁厚较厚质量较重的制件,例如奥迪汽车公司的尺寸为1440x3.5mm,重量为4.2kg的汽车仪表板,是在装有自动浇铸机构,锁型力为24.50MN的冷室压铸机上生产的。美国通用汽车公司的尺寸为1470x300x2mm的直角承梁,重1.8Kg用M60B镁合金在锁型力为21.56MN的冷室压铸机上压铸而成。此外,如汽车座椅、框架、汽车轮毂等产品均是用冷室压铸机生产的。据报道,在1992年,美、日用于生产镁合金铸件的冷、热室压铸机就超过了160台。我国台湾省近年来镁合金压铸事业发展也很快,到2001年厂商数已有40余家,拥有冷、热室压铸机超过220台,年产8600吨镁合金制品。据报道,目前我国大陆的镁合金压铸件生产企业只有8家,在建的8家[7],远远落后于国内、外的发展需求。 2) 镁合金压铸技术的发展趋势 镁合金压铸与其它金属的压铸一样,在压铸过程中镁合金液以高速的紊流成弥散状态充填压铸型腔,使腔内气体无法排除,形成高压微孔或溶在合金内。这些气孔在高温下会折出或膨胀导致铸件变形或者面鼓包。因此用传统的压铸方法生产的镁合金压铸件与其它合金压铸件一样,不能进行热处理强化,也不能在较高的温度下使用。为了消除此缺陷,提高压铸件的质量,扩大压铸件技术的使用范围,近年来研究开发了一些新的压铸技术,如真空压铸,半固态触变压铸技术等。 真空压铸是在压铸过程中抽出型腔内的气体,以减少或消除在压铸件内的气孔和溶解气体,提高压铸件的力学性能和表面质量。真空压铸镁合金件的最小壁厚为1.5-2.0mm,真空度小于或等于80kPa,冲头速度最大达10m/s,铸件强度可提高10%以上,韧性提高20-50%,目前已成功地用真空压铸法生产出镁合金汽车轮毂和方向盘等一批主要汽车零件。

镁合金压铸熔炉安全操作规程示范文本

镁合金压铸熔炉安全操作规程示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

镁合金压铸熔炉安全操作规程示范文本使用指引:此操作规程资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。 熔炉的安全操作: ①未经过培训人员不得进入设备区。 ②在有镁尘、镁粉或镁屑处点明火或吸烟有爆炸危 险。 ③设备零件带电,不正确维修保养电器,接地线未坚 固,会造成人身伤害或死亡。 ④随意改装设备会降低设备的安全,有可能导致伤人 或死亡。 ⑤对设备进行危险及错误操作,有可能导致伤人或死 亡。 ⑥将潮湿或脏的镁锭及镁尘、镁粉、镁渣加入熔炉有 爆炸危险。所以,加入坩埚的镁合金应干燥、无油、无

脏、预热不低于150℃。 ⑦坩埚中熔化镁溢出来,可造成人烧伤、死亡、所以镁合金熔化或加料时要穿保护服。 ⑧安全设备,需备足以下设备且易取和防火处: A、灭火器(D级灭火器)D类灭火器必须使用具有国家安全质量认证并且具有品质社会保险资格产品。 B、干盐或干沙 C、无尘石棉垫防止烧着衣服 D、安全衣及安全鞋耐700℃以上的高温 E、安全手套 F、护眼硬帽 ⑨急救设备 A、氧气及防毒罩 B、医药箱(end) 请在此位置输入品牌名/标语/slogan Please Enter The Brand Name / Slogan / Slogan In This Position, Such As Foonsion

镁合金的牌号与分类

镁合金的牌号与分类 1、镁合金成分与牌号的标记方法 镁合金的标记方法有很多种,各国标准不一,目前普遍使用的是美国材料试验协会 (ASTM的标记方法。根据ASTM标准,镁合金的牌号和品级由4部分组成,第1部分为字母,标记合金中主要的合金元素,代表合金中含量较高的元素的字母放在前面,如果两个主要合 金元素的含量相等,两个字母就以字母顺序排列;第2部分为数字,标记合金中主要合金元 素的质量分数,四舍五人取整数;第3部分为字母,表明合金的品级;第4部分表明状态, 由1个字母和1个数字组成。举例说明:A291D - T6,表明该合金中含铝8.3%~9.7%,含锌 0. 35%~1.00-10 ,D表明合金纯度要求,T6表明合金状态为固溶+时效。表10 -2为部分镁合金中使用的合金元素代码。 2、镁合金的分类 一般来说,镁合金的分类依据主要有3种,分圳为:合金化学成分、成形工艺和是否含 锆,按化学成分,一般根据镁与其中的一个主要合金元素将其划分为Mg- Al、Mg-Mn Mg-Zn、Mg- RE Mg- Li 等二元系,以及Mg- Al - Zn(AZ)、Mg- Al -Mn(AM)、Mg- Zn - Zr(ZK)、Mg - Gd -Y(GW)等二元系及其他多元系。 主要合金元素在镁中的作用总结如下: (1) Al 。铝元素在镁中的极限固溶度为12. 7%,并且随着温度的的降低显着减少,室 温下的固溶度为2. 0%左右,禾U用其固溶度的明显变化可以对进行热处理。铝元素的含量对合金性能的影响极大,随着铝元素含量的增力,合金的结晶温度范围变小、流动性变好、晶 粒变细、热裂及缩松现象等倾向明娃得到改善,而且随着铝含量的增加,抗拉强度和疲劳强 度得到提高。但是Mg17AI12在晶界上析出会降低其蠕变抗力,特别是在A291、A780合金中Mg17A112的析出量很高。在铸造镁合金中含销量可达到7%~9%而变形镁合金中铝含量一般 控制在3%~5% (2) Zn 。锌元素在镁中固溶度约为 6.2%,其固溶度随温度降低而显著减少。锌可提高 合金应力腐蚀的敏感性与镁合金疲劳极限。锌元素含量大于 2.5%时则会对合金的防腐性能 产生不利影响,原则上含铝镁合金中,锌元素含量一般控制在2斛下。 (3) Mn在镁合金中添加锰并不能提高合金的抗拉强度,但是能稍微提高屈服强度。锰 通过除去镁合金液中的铁及其他重金属元素、避免产生有害的金属间化合物来提高Mg - Al

镁合金的强化处理方法研究_丁亚茹

2012年1月内蒙古科技与经济Januar y2012 第1期总第251期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.1T o tal N o.251镁合金的强化处理方法研究X 丁亚茹,韩建民 (北京交通大学,北京 100080) 摘 要:研究了镁合金的强化处理方法。不同元素对镁的影响不同,通过加入不同的元素得到不同性能的镁合金;有些合金元素加入后形成固溶体,起到固溶强化。有些元素可析出第二相,起到第二相强化作用。 关键词:镁合金;固溶强化;第二相强化 中图分类号:T G166.4 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)01—0101—02 工业纯镁强度很低,不能满足在结构材料使用时的性能要求,那么,就要通过一些方法来提高镁的性能。其中,最常用的手段是可以通过合金元素的加入,起到固溶强化和析出强化来提高镁的性能。 1 合金元素的固溶强化 合金元素的固溶强化是指将镁基体中溶入合金化元素,所添加的合金元素原子替换晶格点阵上的镁原子,形成固溶体,引起晶格畸变使镁金属强化。 形成固溶体的基本条件:原子半径和镁相差小于15%,Li、Al、T i、Cr、Zn、Ge、Z r、Nb、Mo、P d、Ag、Cd、In、Sn、Sb、T e、Nd、W、Re、P t、Au、Hg、P b及Bi 等元素皆可与镁形成固溶体。 形成无限固溶体的条件:原子半径和镁相差小于15%、与镁具有相同的原子价、与镁的晶体结构相似,Cd和Z n可与镁元素形成无限固溶体[2]。 合金元素原子可以阻碍镁原子的自扩散,使镁合金的弹性模量增大,镁合金的熔点也随之增大,镁的抗蠕变性能升高。 2 合金元素的析出强化 位错和第二相交互作用形成第二相强化,一般情况下第二相强化比固溶强化效果更加显著。第二相强化可分为析出强化和弥散强化。析出强化是通过相变热处理获得的,也称沉淀强化;弥散强化是通过粉末烧结获得的。 2.1 析出强化[3] 析出强化是金属在过饱和固溶体中溶质原子产生偏聚,由之脱溶出微粒弥散分布于基体中而产生的一种强化。析出相阻碍了位错的滑移与运动,滑移位错间也可相互作用,阻碍彼此相对运动,从而提高了屈服强度。析出相还必须具有合适的尺寸、形状及物理性质,同时,与集基体间的界面性质也是关键因素。镁合金加入合金元素后会析出第二相,阻碍位错的滑移与运动,滑移位错间也可相互作用,阻碍彼此相对运动,从而提高了屈服强度。 起到析出强化作用的合金元素需要满足的条件:1高温下,合金化元素具有足够大的固溶度,且其固溶度随着温度的降低而减小。这样,随着温度的降低,才可逐渐析出第二相;o在基体中的合金化元素扩散速度不宜太快,这样可以减少位错的攀移;?镁的含量在析出相中所占比例足够大。在析出第二相时,镁元素析出的较多,合金用量降低。 2.2 弥散强化[4] 弥散强化的强化机制和析出强化相似,也是析出第二相,阻碍位错的滑移和攀升。析出强化的第二相是在固相中析出的,而弥散强化的析出相颗粒是在合金凝固过程中产生的,即从液相中析出。这些弥散强化相熔点高,且不溶于基体,具有优良的热力学稳定性。 在室温下,位错滑移受到弥散析出的颗粒相阻碍,将合金的性能提高;在高温下,析出相逐渐变得软化粗大,这就导致其失去了部分强化效果,却依然能阻止位错的移动,使合金依然具有较高的力学性能。 3 不同合金元素的强化作用[5] 3.1 铝元素 铝在固态镁合金中的溶解度较大,最大的固溶度可达到12.7%。温度改变时,铝的固溶度会随之改变,温度越低,固溶度越小,达到室温后,其固溶度只有2.0%左右。合金加入铝元素后,其可铸造性得以改善,进而铸件的强度得以提高。但是,晶界上析出了Mg17Al12,使合金的抗蠕变性能降低。特别是AZ91合金中Mg17A l12的析出量很高。铸造镁合金中,铝含量达到7%~9%。而变形镁合金中,铝含量一般可以控制在3%~5%。铝含量越高,耐腐蚀性越好,但应力腐蚀敏感性而增大。 3.2 锌元素 ? 101 ? X收稿日期:2011-11-28 作者简介:丁亚茹(1981-),女,内蒙古呼和浩特市,主要从事铝电解生产、氧化铝溶出等方面的研究。

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