WE镁合金的时效热处理研究
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。
新能源汽车用镁合金的热处理与力学性能
新能源汽车用镁合金的热处理与力学性能随着全球对环境保护和可持续发展的日益重视，新能源汽车产业蓬勃发展。
在新能源汽车的制造中，材料的选择至关重要，而镁合金因其独特的性能逐渐受到关注。
镁合金具有密度低、比强度和比刚度高、减震性能好等优点，在实现汽车轻量化方面具有巨大潜力。
然而，要充分发挥镁合金在新能源汽车中的优势，其热处理工艺和力学性能的研究至关重要。
一、镁合金在新能源汽车中的应用优势新能源汽车对于轻量化的要求极高，因为车辆重量的减轻可以显著提高续航里程和能源利用效率。
镁合金的密度约为 174g/cm³，相比铝合金和钢铁，其重量更轻。
这使得在汽车零部件中使用镁合金能够有效降低整车重量，从而减少能源消耗。
此外，镁合金还具有良好的电磁屏蔽性能，能够有效减少车辆内部的电磁干扰，提高电子设备的稳定性和可靠性。
同时，镁合金的减震性能优于其他金属材料，能够提升车辆的行驶舒适性和稳定性。
二、新能源汽车用镁合金的常见热处理方法1、固溶处理固溶处理是将镁合金加热到一定温度，使合金元素充分溶解在基体中，形成过饱和固溶体，然后快速冷却。
这一过程可以提高镁合金的强度和塑性，改善其综合力学性能。
2、时效处理时效处理是将经过固溶处理的镁合金在一定温度下保温一段时间，使过饱和固溶体中的溶质原子析出，形成强化相，从而提高合金的强度。
时效处理的温度和时间对镁合金的性能有着重要影响。
3、退火处理退火处理主要用于消除镁合金在加工过程中产生的残余应力，提高其塑性和韧性。
退火温度和时间的选择需要根据具体的合金成分和加工工艺来确定。
三、热处理对新能源汽车用镁合金力学性能的影响1、强度经过适当的热处理，镁合金的强度可以得到显著提高。
固溶处理使合金元素均匀分布在基体中，时效处理则通过强化相的析出进一步增强合金的强度。
然而，热处理参数的不当选择可能导致强度下降。
2、塑性热处理对镁合金的塑性也有重要影响。
合理的固溶处理和退火处理可以改善镁合金的塑性，使其更容易加工成型。
热处理工艺对镁合金材料的耐腐蚀性和导热性的改善
热处理工艺对镁合金材料的耐腐蚀性和导热性的改善热处理工艺是通过加热和冷却过程，对材料的组织和性能进行调整和改善的方法。
对于镁合金材料来说，热处理工艺可以显著改善其耐腐蚀性和导热性。
首先，热处理可以改善镁合金材料的耐腐蚀性。
镁合金由于其优良的比强度和轻质特性，广泛应用于航空航天、汽车和电子设备等领域。
然而，直接使用的镁合金在大气环境下容易产生腐蚀现象。
热处理工艺常常使用如固溶处理、时效处理等方法，通过改变晶体结构和有序度，提高材料的耐腐蚀性能。
例如，固溶处理可以使合金中的杂质元素溶解入基体中，减少杂质元素与外界环境的接触，降低腐蚀速率。
时效处理则能够通过形成均匀的析出相，使晶体结构更加稳定，提高材料的抗腐蚀能力。
热处理后的镁合金具有更为紧密的晶界和更均匀的晶体结构，因此能够更好地抵抗腐蚀，延长其使用寿命。
其次，热处理也能改善镁合金材料的导热性能。
由于镁合金的导热性较差，传统的加工方法往往会将合金材料加工成薄壁结构，以提高其散热能力。
然而，这种方式会导致合金的强度下降。
热处理工艺可以通过改变合金的晶体结构和晶界特性，提高其导热性。
固溶处理可以改变合金中的晶体尺寸和晶粒取向，提高晶界的有序度，从而增加导热通道。
此外，时效处理还可以通过形成更为均匀的析出相，提高材料的热传导能力。
热处理后的镁合金具有更为细小的晶体尺寸、更高的导热通道密度和更均匀的导热路径，因此能够更好地传递和散发热量，提高其导热性能。
总结来说，热处理工艺对镁合金材料的耐腐蚀性和导热性能有显著改善作用。
通过固溶处理和时效处理等方法，可以改变合金的晶体结构、晶界特性和析出相，提高材料的耐腐蚀能力和导热性能。
这些改善措施对于提高镁合金材料的使用寿命、提高设备的热管理能力等方面具有重要意义。
随着研究和发展的进一步深入，相信热处理工艺对镁合金材料的改善还将继续取得更大突破，为镁合金在各个领域的应用提供更为可靠的支撑。
在热处理工艺中，还有一些其他方法可以进一步改善镁合金材料的耐腐蚀性和导热性。
【镁合金热处理工艺及研究现状】镁合金的热处理
《【镁合金热处理工艺及研究现状】镁合金的热处理》摘要：关键词镁合金、热处理、研究现状多数镁合金都可通热处理改善或调整材力学性能和加工性能，镁合金能否通热处理强化完全取合金元素固溶是否随温变化，当合金元素固溶随温变化镁合金可以进行热处理强化摘要镁合金具有较高比刚、比强、良电磁屏蔽性、减振性能和散热性能是轻结构金属材航空航天领域具有广泛应用前景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热处理改善或调整材力学性能和加工性能镁合金能否通热处理强化完全取合金元素固溶是否随温变化当合金元素固溶随温变化镁合金可以进行热处理强化镁合金常规热处理工艺分退火和固溶效两类镁合金热处理强化特是合金元素扩散和合金相分程极其缓慢因固溶和效处理要保持较长另外镁合金加热炉应保持性气氛或通入保护气体以防烧、退火退火可以显著降低镁合金制品抗拉强并增加其塑性对某些续加工有利变形镁合金根据使用要和合金性质可采用高温完全退火()和低温应力退火()完全退火可以消除镁合金塑性变形程产生加工硬化效应恢复和提高其塑性以便进行续变形加工完全退火般会发生再结晶和晶粒长所以温不能高不能太长当镁合金含稀土其再结晶温升高60、Z3、Z6、Z60合金热轧或热挤压退火组织得到改善应力退火既可以减或消除变形镁合金制品冷热加工、成形、校正和焊接程产生残余应力也可以消除铸件或铸锭残余应力二、固溶和效、固溶处理要获得效强化有利条件前提是有饱和固溶体先加热到单相固溶体相区适当温保温适当使原组织合金元素完全溶入基体金属形成饱和固溶体这程就称固溶热处理由合金元素和基体元素原子半径和弹性模量差异使基体产生阵畸变由产生应力场将阻碍位错运动从而使基体得到强化固溶屈强增加将与加入溶质元素浓成二分次方比根据Rr规则如溶剂与溶质原子半径差超%～5%该种溶剂种溶质固溶不会很而g原子直径3则LlrZGZrbbB等元素可能g会有显著固溶另外若给定元素与g电性相差很例如当Gr定义电性值相差0以上(即∣xgx∣0)也不可能有显著固溶因g和该元素易形成稳定化合物而非固溶体、人工效沉淀强化是镁合金强化(尤指室温强)重要机制合金当合金元素固溶随着温下降而减少便可能产生效强化将具有这种特征合金高温下进行固溶处理得到不稳定饱和固溶体然较低温下进行效处理即可产生弥散沉淀相滑动位错与沉淀相相作用使屈强提高镁合金得到强化l(Gb)L+()式l沉淀强化合金屈强;没有沉淀基体屈强;(GbL)沉淀弯出位错所应力由具有较低扩散激活能绝多数镁合金对然效不敏感淬火能室温下长期保持淬火状态部分镁合金铸造或加工成形不进行固溶处理而是直接进行人工效这种工艺很简单可以消除工件应力略微提高其抗拉强对gZ系合金就常热变形直接人工效以获得效强化效即可获得5状态加工产品3、固溶处理+人工效固溶淬火人工效(6)可以提高镁合金屈强但会降低部分塑性这种工艺主要应用glZ和gRZr合金了充分发挥效强化效对含锌量高gZZr合金也可选用6处理进行6处理固溶处理获得饱和固溶体人工效程发生分并析出二相效析出程和析出相特受合金系、效温以及添加元素综合影响情况十分复杂另外不镁合金系其热处理工艺不不类型工件其热处理工艺也不相镁合金挤压件脱模要采用强制气冷或水冷进行淬火以获得微细匀显微组织然而淬火程禁止冷却水与热模具直接接触否则将导致模具开裂挤压镁合金材其状态主要有5、6、其5线淬火再进行人工效状态;6固溶处理与人工效状态;原加工状态即挤压状态固溶处理可提高强使韧性达到并改善抗震能力固溶处理再进行人工效可使硬与强达到值但韧性略有下降镁合金材热加工、成形、矫直和焊接会留有残余应力因应进行应力退火三、镁合金热处理工艺研究现状田学峰等人对不热处理工艺条件下消失模铸态Z9镁合金组织和力学性能进行了系统研究结表明高温效沉淀晶及晶界处以连续形式析出而低温效沉淀以不连续形式晶界形成并具有糖浆状热处理合金综合力学性能有较幅提高其高温效对提高强及加工硬化率尤有利另外晶粒尺寸和数量会随固溶温和发生改变且由显微分析可发现不形态粒子通对析出物尺寸进行统计分析可发现该状态合金固溶温更接近35℃而非5℃显微组织改变使合金硬高温下随延长而降低Zg等人研究了压铸Z9镁合金效行发现添加晶须Z9复合物沉淀程并发生改变但复合物效程会比Z9合金要快晶须添加改变了g7l分布析出物优先Z9界面上形成优先形成界面析出物耗尽了基体l使复合物基体连续析出相数量减少分布不连续因Z9复合物效硬化效率比Z9合金要低麻彦龙等人对ZK60镁合金热处理组织进行了较全面研究初步确定了效ZK60镁合金主要合金相种类和形态实验结表明ZK60镁合金铸态组织存量共晶组织共晶组织主要由g和gZ相组成其形态和分布具有多样性分段固溶工艺(380℃十50℃)限消除了共晶组织使固溶样品显微硬接近镁基体铸态、固溶处理和效处理ZK60镁合金存gZ相它们无取向分布形貌呈近似平行四边形00～500对热处理不敏感效ZK60镁合金二类析出相是gZ相形态长约500条状与基体有严格位相关系三类析出相是gZ3相形态长约00短杆状它是效ZK60镁合金数量多尺寸分布匀析出相董超等研究了6热处理工艺和热对60镁合金显微组织及力学性能影响结表明热处理程相相固溶以及晶和晶界上析出改善了60镁合金显微组织60镁合金力学性能有了较改善。
热处理工艺对镁合金材料的成形性和耐腐蚀性的改善
热处理工艺对镁合金材料的成形性和耐腐蚀性的改善镁合金是一种轻质高强度材料，具有优良的物理和机械性能，广泛应用于航空、汽车、电子等领域。
然而，镁合金材料在成形性和耐腐蚀性方面存在一定问题。
通过热处理工艺可以有效改善镁合金材料的成形性和耐腐蚀性。
首先，热处理工艺可以改善镁合金材料的成形性。
镁合金材料的塑性低，容易形成裂纹和变形，限制了其在复杂形状的成型工艺中的应用。
常用的热处理工艺包括固溶处理、固溶时效处理等。
固溶处理可以使镁合金材料的晶粒尺寸变小，晶界粘结性增强，提高了其塑性和韧性。
固溶时效处理通过在固溶后进行时效处理，可以进一步改善材料的成形性能。
热处理后的镁合金材料具有较好的塑性，可以通过挤压、压铸等复杂成形工艺加工成各种复杂结构。
另外，热处理工艺也可以改善镁合金材料的耐腐蚀性。
镁合金材料在大气环境和潮湿条件下易被氧化、腐蚀，影响其使用寿命。
热处理工艺可以通过改变材料的晶体结构和表面特性，提高其耐腐蚀性。
例如，热处理可以使镁合金材料晶粒细化，晶界变得清晰，减少了腐蚀介质对材料的侵蚀。
同时，热处理工艺还可以通过形成表面氧化层提高镁合金材料的耐腐蚀性。
氧化层能够起到隔离和保护作用，减少腐蚀介质对镁合金材料的侵蚀。
此外，热处理工艺对镁合金材料的热稳定性和机械性能也有一定影响，进一步改善了材料的成形性和耐腐蚀性。
热处理过程中的加热和冷却过程可以调控材料的晶粒尺寸和组织结构，使其具有较好的热稳定性。
热处理还可以改善镁合金材料的硬度、强度和韧性，提高材料的抗拉、抗压等机械性能，从而进一步提高材料的成形性。
综上所述，热处理工艺可以改善镁合金材料的成形性和耐腐蚀性。
通过热处理工艺可以使材料的晶粒尺寸变小，晶界粘结性增强，提高材料的塑性和韧性，从而改善了其成形性。
同时，热处理工艺还可以形成表面氧化层，提高材料的耐腐蚀性。
热处理工艺对镁合金材料的热稳定性和机械性能也有一定影响，进一步提高了材料的成形性和耐腐蚀性。
镁合金热处理的研究现状及发展趋势
镁合金热处理的研究现状及发展趋势一、研究现状1. 热处理工艺目前，镁合金的热处理工艺主要包括固溶处理、时效处理和退火处理。
固溶处理是将镁合金加热至一定温度，使合金中的固溶体达到最大溶解度，然后快速冷却，以达到增强合金的目的。
时效处理是在固溶处理后，将合金再次加热至一定温度，使固溶体析出细小的弥散相，从而提高合金的强度和耐腐蚀性能。
退火处理是将镁合金加热至一定温度，然后缓慢冷却，以消除合金中的残余应力和改善其塑性。
2. 热处理工艺对合金性能的影响热处理工艺对镁合金的性能有着重要的影响。
固溶处理能够提高镁合金的强度和硬度，但会降低其塑性和韧性。
时效处理能够提高镁合金的强度和耐腐蚀性能，但也会降低其塑性和韧性。
退火处理能够消除合金中的残余应力和改善其塑性，但会降低其强度和硬度。
3. 热处理工艺的优化为了优化镁合金的热处理工艺，目前的研究主要集中在以下几个方面：（1）优化固溶处理工艺，以提高合金的强度和硬度，同时尽可能地保持其塑性和韧性。
（2）优化时效处理工艺，以提高合金的强度和耐腐蚀性能，同时尽可能地保持其塑性和韧性。
（3）优化退火处理工艺，以消除合金中的残余应力和改善其塑性，同时尽可能地保持其强度和硬度。
（4）开发新的热处理工艺，以进一步提高镁合金的性能。
二、发展趋势1. 热处理工艺的智能化随着科技的发展，热处理工艺也将越来越智能化。
智能化的热处理设备可以根据不同的合金材料和工艺要求，自动调整加热温度、保温时间和冷却速率等参数，以达到最佳的热处理效果。
2. 热处理工艺的节能化在热处理工艺中，能源消耗是一个重要的问题。
为了节约能源，未来的热处理设备将会采用更加节能的加热方式，如电磁加热、红外加热等。
3. 热处理工艺的环保化在热处理过程中，会产生大量的废气和废水，对环境造成污染。
为了保护环境，未来的热处理设备将会采用更加环保的工艺，如高温氧化、湿式电除尘等。
4. 热处理工艺的多功能化未来的热处理设备将会具备更多的功能，如自动化控制、在线检测、数据采集和分析等，以满足不同用户的需求。
WE43镁合金的力学性能
性能的影响，对固溶处理和固溶处理后不同时间 时效后的 WE43 镁合金进行力学性能测试，研究 的力学性能指标： 屈服强度、 抗拉强度和延伸率。 表 1 是试样拉伸后所得力学性能结果，由于 2# 中的一个试样在标定线外拉断， 取消这组数据。 固溶处理后的 1# 试样抗拉强度 204.7MPa、 屈服强 度 114.3MPa， 延伸率 6.0％ ； 固溶加时效处理后的 实验合金， 其抗拉强度 、 屈服强度都有显著增加， 而延伸率只有 3％左右。 图 1 是 250℃ 时效处理对 WE43 镁合金力学 性能的影响， 在固溶后加时效 1h 左右， 该镁合金具 有最大的屈服强度和抗拉强度， 然后随时效时间增 加， 拉伸强度单调递减； 延伸率基本保持不变。 2. 2 力学性能分析 根据相图， Mg －Y 二元合金在 565℃ 时产生
物： 稳态的 Mg41Nd5 和亚稳态的 Mg12Nd。 Mg－Y－ Nd 三元合金中， 根据文献， 时效过程中析出的金属 间化合物主要有：稳态的 Mg14Nd2Y 和亚稳态的 Mg12NdY。 WE43 镁合金 530℃固溶处理 6h 后， Y、 Nd 溶
入镁基体， 形成镁基固溶体， 导致晶格发生畸变， 增加了位错运动的阻力， 由此提高镁的强度。第二 相部分溶入镁基体， 由于第二相是硬脆相， 第二相 减少使固溶处理后的 WE43 镁合金塑性好。
Gao Yijie
(HeBei Shenfeng Heavy Machine Co.,Ltd. Handan 056200)
Abstract: This paper introduces that after solid solution treatment and precipitation heat treatment to the WE43 magnesium
热处理工艺对镁合金材料的力学性能和耐热性的优化
热处理工艺对镁合金材料的力学性能和耐热性的优化热处理工艺对镁合金材料的力学性能和耐热性的优化镁合金由于其优异的性能，如低密度、高比强度、良好的自锁性能和抗冲击性能等，在航空、汽车、电子等领域得到广泛应用。
然而，由于镁合金材料的低熔点和高灵敏度，其力学性能和耐热性需要通过热处理工艺进行优化，以满足不同应用领域的需求。
热处理工艺是通过控制材料的温度和冷却速率来改变其组织和性能的过程。
对于镁合金材料来说，最常用的热处理工艺包括固溶处理、时效处理和退火处理。
固溶处理是将合金加热至固溶温度以上，使合金元素均匀溶解在溶液中，然后通过快速冷却来固定组织。
时效处理是在固溶处理完毕后，将合金加热至较低的温度，通过时间来调整组织和性能。
退火处理是将合金加热至较高的温度，然后在较慢的冷却速率下，使组织得到重新恢复。
热处理工艺对镁合金材料的力学性能的优化具有显著的影响。
通过固溶处理可以提高镁合金材料的塑性，使其具有更好的可加工性。
固溶处理可以消除材料中的残余应力和缺陷，从而提高其抗拉强度和延伸率。
时效处理可以通过组织的时效硬化来增加材料的强度和硬度。
退火处理可以通过消除材料中的应力和缺陷，使其具有更好的塑性和韧性。
热处理工艺对镁合金材料的耐热性的优化同样具有重要的作用。
镁合金材料具有低熔点和高活化能，容易在高温下发生蠕变和热裂敏化等问题。
通过热处理工艺，可以改变材料的晶粒尺寸和晶界的特性，从而提高材料的耐高温性能。
固溶处理可以减小晶粒尺寸，提高材料的界面密度，从而提高材料的耐蠕变性能。
时效处理可以通过析出相的形成来增加材料的强度和耐蠕变性能。
退火处理可以消除材料中的残余应力和缺陷，从而提高材料的抗热裂敏化性能。
总的来说，热处理工艺对镁合金材料的力学性能和耐热性的优化具有重要的作用。
通过合理的热处理工艺，可以提高镁合金材料的可加工性、强度、硬度、塑性和韧性，并增加材料的耐高温性能。
然而，热处理工艺的优化需要充分考虑材料的成分、组织和性能需求，确保最终的产品能够满足实际应用的要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
毕业论文方案设计
（WE镁合金的时效热处理研究）
学院：化学化工学院姓名：学号：
第一步：开炉（获得WE43、WE54镁合金工件）并对镁合金工件进行初步的处理
1.截面应控制在25mm
2.保证镁合金表面清洁和干燥
3.镁合金的长度待定
第二步：查资料得出未经处理WE镁合金的A.金相 B.硬度 C.室温静拉伸力D.XRD物相分析
第三步：对镁合金工件进行固溶处理，
合金状态
热处理工艺（固溶处理）温度（K）时间（h）
WE43A T6 789 4—8
WE54A T6 789 4—8
注：（T6）固溶处理+人工时效
注意事项：1.先装炉，炉子升温到规定温度时开始计算保温时间
2.温度控制在±5K
3.在338K的清水或其他介质中从固溶温度处淬火
4.如果镁合金铸件热处理后的显微组织中化合物含量过高，或者在固溶处理后的缓冷过程中出现了过时效时，就要进行二次热处理，时间要限制在30min 以内。
5.一般从533K升温至固溶处理时间要大于2h
第四步：通过仪器测出经过固溶处理后WE镁合金的A.金相 B.硬度 C.室温静拉伸力 D.XRD物相分析
第五步：对镁合金工件进行人工时效处理
合金状态热处理工艺（人工时效处理）温度（K）时间（h）
WE43A T6 523 16
WE54A T6 523 16
第六步：通过仪器测出经过人工时效处理后WE镁合金的A.金相 B.硬度 C.室温静拉伸力 D.XRD物相分析
第七步：分析各种性能变化的原因
注：显微组织检查
侵蚀剂组成侵蚀时间（s）操作程序应用范围
浓硝酸0.5ml+乙醇
99.5ml 5—10
将试片表面浸入侵蚀液中
用热水洗涤然后干燥
热处理
乙二醇75ml+蒸馏水24ml+浓硝酸1ml 5—10热处理前
1—2热处理后
涂在试样上经数秒后用热
水洗涤然后干燥
时效
需要涉及的实验：1.金相显微样品的制备
2.金属材料硬度试验
3.金属室温静拉伸力学性能的测定
4.X射线衍射仪结构原理及物相分析。