铸造合金及过程控制读书报告
铸造合金及其熔炼书籍读后感

铸造合金及其熔炼书籍读后感《铸造合金及其熔炼书籍读后感》读《铸造合金及其熔炼》这本书,就像是走进了一个充满神秘金属世界的旅程。
读到合金成分的部分,我感觉自己像是在学习一种新的语言,各种各样的元素符号和成分比例让人眼花缭乱。
例如,在陈述铝合金成分时,其中铜、镁、硅等元素不同比例的搭配可以产生截然不同的性能。
这让我想起在实际生活里,铝合金门窗用到的是一种注重强度和耐腐蚀性的铝合金,而航空航天领域中的铝合金则更强调低密度和超高的强度,这显然是不同成分比例在起关键作用。
特别触动我的是熔炼过程的描写。
我脑海中可以描绘出高温熔炉里,各种金属原料慢慢融合在一起的画面。
书中详细地讲述了熔炼温度的控制、熔炼环境对合金质量的影响等内容。
我一开始特别不理解为什么熔炼过程中一点点的杂质就可能导致整个合金质量出现巨大问题,后来我明白了,这就好比做饭时一粒老鼠屎坏了一锅粥,一点点杂质在合金里可能就会成为薄弱环节,影响合金的机械性能和其他诸如导电性等物理性能。
对熔炼炉设备的讲解部分,我觉得作者想表达的不仅仅是设备的工作原理,更是一种实用为主导的思维方式。
作者详细地分析了不同熔炼炉的优缺点,例如感应炉加热效率高但设备成本也高,冲天炉虽然能处理大量原料但是污染相对较大。
这就像是我们做选择一样,要权衡利弊。
这也让我联想到自己在做其他决策时,比如说买电脑,有的电脑性能高但是价格昂贵而且便携性差,有的电脑虽轻巧便携但性能有限。
在阅读这本书的过程中,我也发现自己存在很多知识漏洞。
比如说对某些稀有金属在铸造合金中的作用不是很清楚,这些还需要我进一步地去查阅资料或者反复研读相关段落。
但这也给了我未来进一步学习的启发,让我明白铸造合金及其熔炼这个领域就像是一座巨大的冰山,我现在看到的只是一角。
我想要深入这个领域,无论是对工厂的实际生产管理还是对理论研究都需要不断积累知识,去探索更多未知的部分。
铸造合金成分设计与过程控制读书报告

铸造合金成分设计与过程控制读书报告1.合金成分设计之关于共晶点的移动(1)为了达到时效强化的效果,一般采取相图上对应温度有固溶段的成分做为合金的成分;随着固溶度的增加强度增加,到达共晶点处时,因为此处熔点低结晶温度区间几乎为0,故而缩孔等少合晶强度会在此处突增,不过有时为了降低熔点也会采用共晶处成分的合金。
单相区间的合金具有良好的压力加工性能;两相区的合金成分可以调控致使具有一相硬而一相软的基体以加强耐磨性。
(2)两组元A,B构成共晶相图时,平衡条件下共晶温度共晶成分的点两相具有从液相中相同的析出动力,但是组元A熔点高或是结构复杂或光滑界面非金属的一侧相其扩散速度小或为光滑界面式的长大【螺旋位错式v=u2*ΔTk^2/ 二维形核式v=exp(-u3/ΔTk)】没有熔点低B侧或粗糙界面侧的组元基相【连续长大v=u1*ΔTk,u1>u2>u3】的长大速度快,所以共晶相A应当没有共晶相B的多,所以一般共晶相图中共晶点应当靠近低熔点简单侧,而加入的合金元素由于表面能低活性大吸附于某侧阻碍此侧共晶相的生长那么将致使共晶点向远离这一侧相的基组元方向移动。
但实际上共晶点的位置是由L,α,β各相的G自由能曲线在共晶温度下的公切线上L的公切点位置。
(3)在非平衡条件下,因为来不及扩散析出,所以在共晶线以下才达到析出条件,而且出现伪共晶区,凡在伪共晶区内的合金成分可以达到析出共晶组织的条件而伪共晶区常偏向高熔点结构复杂或光滑界面的组员一侧。
这是因为平衡时共晶点偏向低熔点组元侧,所以以低熔点组元为基的组成相与液态合金成分差别较小,则通过扩散而达到该组成相的成分较容易,其结晶速度较大,为了达到共晶成分两相具有相同的结晶条件形成两组元相的扩散要求,需要使得伪共晶区偏向高熔点组元侧,使高熔点组元侧相也具有相同的析出条件。
(4)单相合金凝固中液体前沿溶质分配,原理是质量守恒与菲克定律,(CL-Cs*)dfs=(1-fs )dCL[平均] 及界面浓度变化量为界面浓度差引起的扩散量:R (CL*-Cs*)=-D αCL/αX |x=0带*或图中带i 的符号皆表示的是界面处的物理量,R 表示凝固速度。
铸造合金及其熔炼书籍读后感

铸造合金及其熔炼书籍读后感一开始翻开这本书的时候,心里还有点犯嘀咕,想着这会不会是那种干巴巴、全是让人头疼的专业术语和复杂公式的书。
没想到还真不是!当然啦,专业知识肯定不少,但作者就像个特别会讲故事的人,把那些铸造合金的事儿讲得还挺有趣的。
书里讲到铸造合金的种类,那可真是五花八门。
就像介绍一个大动物园里的各种动物一样,有铝合金、铜合金、铁合金等等。
每种合金都有自己的小脾气和特长。
比如说铝合金吧,又轻又结实,就像武林高手里轻功卓绝还内力深厚的那种。
作者详细地讲了它们的成分、性能特点,就像把每个高手的身世背景、武功秘籍都给你剖析得明明白白。
这让我特别佩服那些在铸造领域钻研的人们,他们就像神奇的魔法师,知道怎么把这些不同的元素组合起来,变成具有不同魔力的合金。
说到熔炼,那可真是这整个铸造过程里的重头戏。
就好比是做菜的时候掌握火候一样,熔炼的温度、时间、熔炼过程中的加料顺序等等,那都是相当有讲究的。
稍微差一点,这合金就可能达不到理想的效果。
书里对熔炼设备的介绍也特别详细,从古老的熔炉到现代化的熔炼设备,感觉就像是看着铸造技术一步一步从“小破茅屋”走向“高楼大厦”。
我印象特别深的是书里提到的一些实际铸造过程中的案例。
那些失败的案例就像是给我们敲的警钟,告诉我们在这个过程中可不能马虎大意。
一个小小的失误,可能就会导致整个铸件出现大问题,就像搭积木的时候,一块小积木没放好,整个大楼可能就塌了。
而那些成功的案例又像是闪闪发光的榜样,让我看到了铸造合金的无限可能。
这本书让我对铸造合金及其熔炼有了全新的认识。
以前觉得铸造可能就是个简单的把金属化成水再倒进模子里的事儿,读完才知道这里面的学问大着呢。
这就好比以前以为魔术师就是把东西变没再变出来这么简单,深入了解后才发现背后有那么多复杂的技巧和原理。
我想,对于那些从事铸造行业的人来说,这本书就像是一本武功宝典,能让他们在铸造这个大江湖里更好地施展拳脚;对于像我这样的门外汉来说,也像是打开了一扇通往神秘铸造世界的大门,让我能探着头进去瞅一瞅这个充满魅力的领域。
铸造实训报告小结

随着我国工业技术的不断发展,铸造工艺在机械制造、汽车制造、航空航天等领域扮演着越来越重要的角色。
为了提高自身的实践能力和专业技能,我参加了为期两周的铸造实训。
本次实训旨在让我们深入了解铸造工艺的基本原理、操作流程及注意事项,培养我们的动手能力和团队合作精神。
二、实训内容1. 铸造工艺概述实训伊始,我们学习了铸造工艺的基本概念、分类、特点以及在我国的应用现状。
通过学习,我们对铸造工艺有了初步的认识,为后续实训打下了基础。
2. 铸造材料及设备实训过程中,我们了解了铸造用金属材料、非金属材料及其性能。
同时,熟悉了铸造生产中所使用的各种设备,如熔炼炉、造型机、浇注系统、冷却设备等。
3. 造型与造芯在造型与造芯实训环节,我们学习了砂型铸造、金属型铸造、消失模铸造等不同铸造方法的基本操作。
通过实践,我们掌握了造型、造芯、合箱等操作技巧,提高了动手能力。
4. 熔炼与浇注熔炼与浇注实训环节,我们学习了熔炼炉的操作方法、熔炼过程中注意事项以及浇注系统的设计。
通过实践,我们掌握了熔炼、浇注、冷却等操作,确保了铸件质量。
5. 铸件清理与检验在铸件清理与检验实训环节,我们学习了铸件缺陷产生的原因及预防措施,掌握了铸件清理、检验的方法。
通过实践,我们提高了对铸件质量的认识,为后续生产奠定了基础。
6. 铸造工艺设计在铸造工艺设计实训环节,我们学习了铸造工艺图绘制、工艺参数计算、工艺方案选择等。
通过实践,我们提高了铸造工艺设计能力,为今后从事相关工作打下了基础。
1. 理论知识与实践相结合通过本次实训,我们将所学理论知识与实际操作相结合,加深了对铸造工艺的理解,提高了自己的动手能力。
2. 提高了团队合作精神在实训过程中,我们分组进行操作,共同完成各项任务。
通过团队合作,我们培养了沟通、协作能力,提高了团队凝聚力。
3. 激发了学习兴趣通过实训,我们对铸造工艺产生了浓厚的兴趣,激发了进一步学习的动力。
4. 增强了职业素养实训过程中,我们严格遵守操作规程,注重安全,培养了良好的职业素养。
铸造合金及其熔炼书籍读后感

铸造合金及其熔炼书籍读后感以前,我对铸造合金这些东西一点都不了解。
就像在一个黑暗的小屋里,啥也看不见。
但是这本书就像一盏灯,照亮了这个小屋。
书里讲了好多关于铸造合金的有趣事儿。
比如说,我知道了铸造合金就像是一群小伙伴聚在一起,组成了一个特别的团队。
这些小伙伴就是不同的金属元素。
它们组合在一起,就能变成特别有用的东西。
就像铁和碳组合起来,可以变成我们常见的钢铁。
钢铁可厉害了,我们身边好多东西都是用钢铁做的。
像我们学校的大门,那是又结实又耐用,每天风吹雨打都不怕,这就是钢铁的功劳。
还有关于熔炼的部分也特别有趣。
我想象着那些金属在熔炉里就像在一个超级热的温泉里泡澡。
它们在里面慢慢改变自己的状态,从一块一块的固体,变成可以流动的液体。
这就好像冰变成水一样神奇。
然后这些液态的金属就可以被倒进各种各样的模具里,变成我们想要的形状。
我记得书里有个小故事,讲的是古代的工匠们铸造宝剑。
他们要找最好的金属材料,然后在大火里熔炼。
那些工匠们特别认真,就像对待自己最心爱的宝贝一样。
他们要控制火候,火候大了或者小了都不行。
就像我们做饭的时候,火大了饭就糊了,火小了饭又做不熟。
工匠们经过好多道工序,最后才能铸造出一把锋利无比的宝剑。
这宝剑在战场上可是非常厉害的,就像一个勇士的得力助手。
读完这本书,我觉得制造这些铸造合金的叔叔阿姨们特别伟大。
他们就像魔法师一样,把不同的金属变成各种各样有用的东西。
我也想长大了以后像他们一样,做一些特别酷的东西。
这本书让我知道了,原来在我们平常看到的东西背后,有这么多有趣的知识和辛苦的劳动。
我以后看到那些金属制品,就会想起这本书里的内容,感觉那些东西都变得更加亲切了呢。
我希望更多的小伙伴也能读一读这本书,一起探索这个神奇的铸造合金的世界。
手工铸造实验报告总结(3篇)

第1篇一、实验背景手工铸造作为一种古老的金属加工技术,在我国有着悠久的历史。
它通过将金属熔化后倒入预先准备好的模具中,待金属凝固后形成所需的形状。
本次实验旨在通过手工铸造的方法,让学生了解和掌握铸造的基本原理、工艺过程及注意事项,提高学生的实践操作能力和创新思维。
二、实验目的1. 了解手工铸造的基本原理和工艺过程;2. 掌握铸造工具和设备的使用方法;3. 学会熔炼金属、浇注、冷却和清理等操作;4. 分析铸造过程中可能出现的缺陷,并提出改进措施。
三、实验内容及步骤1. 准备工作:选择合适的金属材料,如铝、铜、锌等;准备铸造模具、熔炉、浇注系统、冷却设备等。
2. 熔炼金属:将金属放入熔炉中,加热至熔化状态。
注意控制温度,防止金属氧化。
3. 浇注:将熔化的金属倒入预先准备好的模具中。
注意控制浇注速度,防止气泡和夹杂物的产生。
4. 冷却:将模具放置在冷却设备上,等待金属凝固。
注意控制冷却速度,防止铸件产生热裂和变形。
5. 清理:将铸件从模具中取出,清理表面的砂粒、氧化皮等杂质。
6. 性能测试:对铸件进行力学性能、金相组织等方面的测试,分析其质量。
四、实验结果与分析1. 铸造过程顺利,铸件形状、尺寸基本符合要求。
2. 铸件表面质量较好,无明显砂眼、气孔等缺陷。
3. 铸件力学性能达到设计要求,金相组织符合预期。
4. 部分铸件出现轻微的热裂现象,经分析,可能是冷却速度过快或模具设计不合理所致。
五、实验总结1. 手工铸造是一种重要的金属加工方法,具有操作简便、成本低廉等优点。
2. 在实验过程中,要严格遵守操作规程,确保实验安全。
3. 熔炼金属时,要注意控制温度,防止金属氧化。
4. 浇注过程中,要控制浇注速度,避免气泡和夹杂物的产生。
5. 冷却过程中,要控制冷却速度,防止铸件产生热裂和变形。
6. 铸造模具的设计对铸件质量有很大影响,要充分考虑模具的刚度和强度。
7. 通过本次实验,使学生掌握了手工铸造的基本原理和工艺过程,提高了实践操作能力。
铸造合金及其熔炼书籍读后感

铸造合金及其熔炼书籍读后感刚翻开这本书的时候,我感觉自己就像个懵懂的探险家,面对着一片未知的合金大陆。
那些密密麻麻的文字和专业术语,一开始就像一群调皮的小怪兽,试图把我吓跑。
越往后读,就越觉得有意思。
你想啊,铸造合金就像是一场魔法大融合。
把各种金属元素混合在一起,再经过熔炼这个神奇的过程,就像在魔法锅里搅拌着各种神奇的材料,最后就能得到具有不同超能力(性能)的铸造合金。
比如说,有些合金变得超级强硬,就像金属界的超级英雄,能够承受巨大的压力和力量,这在制造那些需要高强度的机械零件时可太酷了。
书中讲到熔炼的过程也特别吸引人。
它就像是一场精心编排的舞蹈,每个步骤、每个参数都得恰到好处。
温度、时间、配料比例,这些就像舞蹈的节奏和步伐。
要是哪个环节没把握好,就像跳舞踩错了节拍,最后得到的合金可能就会变成一个“病恹恹”的家伙,性能大打折扣。
我还从这本书里感受到了人类智慧的厉害之处。
在历史的长河中,人们一点点摸索着不同合金的特性和熔炼方法。
就像在黑暗中不断寻找宝藏的路线一样,从最初那些简单粗糙的尝试,到现在能够精确控制各种复杂的铸造过程,这简直就是一部人类与金属斗智斗勇的精彩故事。
而且,这本书让我对周围很多东西都有了新的认识。
以前看那些金属制品,只觉得它们是个东西而已,现在我会不自觉地去想,这是用什么铸造合金做的呢?是怎么熔炼出来的呢?就像突然有了一双透视眼,能看到这些东西背后的“金属身世”。
不过呢,这本书也有点小“坏”。
有时候那些复杂的化学公式和微观结构的描述,就像路上突然出现的绊脚石,让我这个非专业出身的读者有点磕磕绊绊。
但这也更激发了我的好奇心,就像遇到了一个有点难搞但又特别迷人的挑战。
读完这本书,我就像从金属世界的冒险中归来,收获满满。
不仅了解了铸造合金及其熔炼的奥秘,还对这个神奇的领域充满了更多的敬畏和好奇。
要是以后有机会,我都想亲自去看看那些熔炼的过程,就像去拜访那些创造金属魔法的魔法师们的工作室一样。
合金铸造实验报告范文

合金铸造实验报告范文一、引言合金铸造是一种常见的金属加工方法,通过将两种或更多种金属熔化混合,然后倒入模具中进行冷却凝固而得到特定形状的金属产品。
本次实验旨在研究不同成分比例对合金铸造过程和成品性能的影响。
二、实验方法1. 材料准备:准备铝、铜两种金属;根据实验设计需要,确定不同比例的合金组合。
2. 设计模具:根据所需成品形状,设计合适的铸造模具。
3. 准备设备:准备熔炉、坩埚、测温仪等设备,确保能够达到金属熔化的温度。
4. 操作步骤:a. 将铝和铜按照一定比例混合。
b. 将混合金属放入预热的坩埚中。
c. 将坩埚放入熔炉中,加热至金属熔化状态。
d. 测量熔融合金的温度,确保达到合金的熔点。
e. 将熔融合金倒入预先准备好的模具中。
f. 等待合金冷却凝固。
g. 取出合金成品,并进行外观和性能测试。
三、实验结果1. 合金铸造过程观察:实验中观察到金属熔化过程中的颜色变化,从固态到液态的转变。
2. 成品外观检验:得到不同比例合金的成品后,通过目测、触摸等方式检查外观是否平整、无气孔等缺陷。
3. 成品性能测试:采用金相显微镜、拉伸试验等方法,测试成品的晶粒结构、机械性能等参数指标。
四、实验讨论通过对不同比例合金的铸造实验和性能测试,可以得到以下结论:1. 合金成品的外观受到合金成分比例的影响,合金成分比例的改变可能导致外观缺陷的增加。
2. 合金的晶粒结构受到铸造过程中的冷却速率和成分比例的影响,冷却速度较快时,合金晶粒细小。
3. 合金的机械性能受到合金成分比例的影响,不同比例下的合金可能具有不同的强度、韧性等性能。
综上所述,合金铸造实验结果表明,不同比例合金的成品外观和性能存在一定差异,合金的成分比例对铸造过程和成品质量都有重要影响。
五、结论本次合金铸造实验通过研究不同比例合金的铸造过程和性能测试,得出以下结论:1. 合金成品的外观和性能受到合金成分比例的影响。
2. 合金的晶粒结构和机械性能随着合金成分比例的改变而变化。
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SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY镁及镁合金的概述读书报告学生姓名:学生学号:专业:(c)(d) (a) (b)图1.1 镁的晶胞(a)原子位置(b)基面、晶面和[1210]晶带轴的主要晶面(c)[1100]晶带轴的主要晶面(d)主要晶向镁及镁合金的概述1. 绪论20实际末,由于人们对节能、环保的共识和迫切需求,同时也由于镁的冶炼技术、表面保护技术的发展,世界各国对镁的开发和利用给予新的重视。
镁属于轻金属,镁的密度约为铝的2/3,钢的密度的1/4。
镁可以通过有效合金化制备合金,最轻的位Mg-Li 合金仅为0.95g/cm 3,可浮于水面。
随着国际国内镁产品市场开发应用空间的增大,镁资源将发挥更重要的作用,镁可能会成为铜、铝后时代的第一接力棒。
近年来,镁合金及其成型技术的研究应用已取得重要进展,镁合金的材料质量不断提高而生产成本得以下降,更能发挥其性能优势的在航空航天和其他高新技术领域有潜在的应用价值。
迄今为止,主要的镁合金系有Mg-Al 系、Mg-Zn 系、Mg-Re 系合金,只要分成两大类铸造镁合金和变形镁合金。
2. 镁及镁合金的特性2.1 纯镁的特性镁的晶体结构和原子核外层的电子构造决定了镁具有特殊的物理化学性质和力学性能。
镁单胞内沿主要晶面和晶轴方向的原子排布如图1.1所示。
在标准大气压和室温下,镁的晶格常数分别为a=0.3202nm ,c=0.5199nm ,c/a=1.624。
其中c/a 值非常接近由紧密堆积球体得到的理论比值 1.632,镁的这种物理结构对理解镁和镁合金的物理冶金非常重要。
镁晶格常数a 和c 与温度的关系如图1.2所示。
室温(293K)下镁的密度为1.738g·cm -3,接近熔点(923K)时,固态镁的密度大约为 1.65g·cm -3,液态镁的密度约为1.58g·cm -3。
凝固结晶时,纯镁体积收缩率为4.2%。
固态镁从923K 降温至293K 时,体积收缩率为5%左右。
由于镁在铸造和凝固冷却时的收缩量大,从而会导致铸件中形成微孔,使铸件具有低韧性和高缺口敏感性。
2.2镁的合金化纯镁的工程应用很少,主要以合金的方式应用。
镁合金是最轻的金属结构材料,比重只有 1.8,分别为铝的2/3和铁的1/4,其比强度高达133,可以和钛的比强度相媲美,这使得镁合金可用作高强度材料。
同时,镁合金因其优良的铸造、挤压、切削和弯曲加工等性能,可以广泛地应用于汽车、电子、纺织、建筑和军事领域。
2.2.1镁合金化的一般规律固溶强化和沉淀强化是镁合金常规的主要强化手段。
许多元素对镁的合金化作用是显著的,凡是在镁中能大量固溶以及固溶度随温度变化有明显变化的元素都是镁合金有效合金化元素。
一些工业意义的元素与镁合成二元合金是可以分完三类。
完全互溶类(Mg-Cd);包晶反应类(Mg-In,Mg-Mn,Mg-Zr等),此类合金元素可以细化晶粒:共晶反应类(Mg-Al,Mg-Li,Mg-Nd等),此类元素主要强化作用。
合金元素对镁的力学性能有一定的影响。
Al、Zn、Ca、Ag、Ce、Ga、Ni、Cu、Th 等这些元素既能提高强度又能提高塑性,Cd、Li等元素能够提高塑性但是对强度影响很小,Sn、Pb、Bi、Sb等元素能够提高强度但是会降低塑性。
MgTi、MgAg和CeMg、SnMg 等金属间化合物为简单立方结构,而MgCu2、MgZn2、MgNi2金属件化合物为Laves相,还有Mg2Si、Mg2Sn等这类化合物为面心立方金属间化合物。
2.2.2合金化元素的影响溶质原子固溶于基体金属中形成置换式固溶体或间隙式固溶体,可以产生固溶强化或在热处理过程中产生沉淀强化。
在镁合金中加入的溶质原子大多形成了置换式固溶体。
根据Hume-Rothery固溶度规则,当形成置换式固溶体的固溶原子的半径差超过15%时,原子的尺寸因素将不利于形成固溶体,比较镁原子半径与合金元素的半径的大小,大约有20个合金元素可以满足上述条件。
1)铝是镁合金的主要合金化元素,Mg-Al合金为镁合金的主要合金系,Mg-Al二元相图见图2.1。
在平衡条件下铝在镁中的最大固溶度为11.5%,随着温度的下降固溶度明显下降。
铝提高镁合金的抗拉强度、屈服强度和硬度,在10%以内随着铝含量的增加强度和延伸率均逐渐提高,但含量过高时,β相会在晶界上析出,从而降低合金抗蠕变性能和耐蚀性能,特别是会引起应力腐蚀。
铝能改善合金的铸造性能,但是也会有较高的显微疏松倾向。
综合兼顾各项性能,含量在8%~9%为宜。
图2.1镁-铝二元系平衡相图2)锌锌是镁合金中一个重要的元素,相图如2.2.从Mg-Zn相图富Mg可见,Zn 在Mg中的最大固溶度为6.2%,但随温度下降溶解度变化比较小,在341℃时产生共晶反应L→α(Mg)+MgZn。
Mg和Zn还可以形成一系列化合物,Zn能改善合金的铸造性能,对Mg有一定的固溶强化作用,但没有沉淀强化作用。
Zn一般都是和Al一起加入形成Mg-Al-Zn合金系,当镁铝合金中加入少量锌可显著提高铝在镁中的固溶度,增大合金的固溶强化作用,并提高合金的耐蚀性能。
但是含量过高时会显著增加合金凝固时的结晶温度间隔,因而产生热裂和疏松倾向,对耐蚀性能也有不良影响,因此在Mg-Al 合金中Zn的含量一般控制在2.5%一下。
图2.2镁-锌二元系平衡相图3)锰锰在镁中的固溶度比较小,最大固溶度为0.9%,在650℃产生包晶反应。
Mg-Mn二元相图见图2.3。
锰加入镁合金的作用主要是提高合金的耐蚀性能,因为Fe 在Mg中是严重降低合金耐蚀性的有害元素,Mn与Fe形成高熔点化合物而从镁熔体中沉淀出来,减小Fe对镁合金耐蚀性能的危害,在大多数情况下,只允许加入微量(0.15%)即可起到明显作用。
Mn还能细化晶粒,改善合金性能,但易产生偏析和脆性相,降低合金塑形和韧性。
图2.3镁-锰二元系平衡相图4)锂Li在镁中有很大的固溶度,在共晶成分范围形成(α+β)组织,当Li含量超过摩尔分数30%后可获得单相β组织,而β相位体心立方结构,因此此时的β合金结构产生了改变,大大提高了Mg合金的塑形。
Li加入Mg中,可降低合金密度,提高塑性,产生固溶强化和时效强化,但是熔炼体的氧化和蒸发更为恶化,耐蚀性能严重降低,并产生应力腐蚀。
5)锆Mg-Zr二元相图如图2.4,在650℃时产生包晶反应,Zr早液态Mg中的最大溶解度很小,而在固态Mg中的固溶度较大。
Zr是Mg合金最有效的晶粒细化剂,加入0.2%~0.3%就能显著细化晶粒改善铸件质量,消除显微缩孔,明显改善合金塑形,稍微提高合金抗拉强度。
Zr还能与Mg熔体中的杂质Fe形成Zr2Fe3和ZrFe2化合物沉入底部而净化熔体,从而提高合金的耐蚀性能。
但是Zr也与合金中的合金化元素Al、Mn形成金属间化合物,不仅不能使Zr发挥作用,也消耗了合金化元素,因此在Mg-Al、Mg-Mn系合金中不加Zr。
图2.3镁-锆二元系平衡相图6)钙钙可以细化镁合金的铸造组织,改善抗蠕变性能,对熔体的氧化有一定的的抑制作用。
在Mg-Al-Ca合金中所形成的金属键化合物(Mg,Al)2Ca有良好的热稳定性,并具有与Mg相似的六方晶体结构,可与Mg基体形成牢固的界面结合,具有钉扎作用,因而可提高合金抗蠕变能力,在Mg-Zn-Si合金中加入微量Ca不仅可以细化晶粒,还可使Mg2Si相有粗大的汉字型转变为细小弥散分布的颗粒,提高合金的室温和高温性能。
7)稀土元素稀土元素式镁合金的重要合金元素,各种稀土元素均可与镁形成有限固溶的共晶系,形成高熔点的金属间化合物,可以细化铸锭组织,产生固溶强化,沉淀强化,提高是问强度、高温强度、蠕变抗力,提高耐蚀性能。
研究表明稀土细化镁合金的铸锭组织的机理是凝固前沿过冷的呀增大,对耐热性能的提高主要式高熔点金属间化合物对晶界的钉扎作用。
2.2.3 镁合金的热处理镁合金和其他金属材料一样,可通过热处理来改善其性能。
镁合金常用的热处理方法有退火,固溶处理和时效等,其热处理状态的表示方法和铝合金相同。
热处理的可能性决定与合金在固态加热和冷却过程中组织结构的变化。
镁合金在加热过程中铸造组织均匀化以及变形组织的回复、再结晶规律与铝合金的相同。
镁合金的固溶化即过过饱和固溶体的分解是镁合金热处理强化的基础,过饱和固溶体的分解过程也符合借此规则,在析出平衡相之前往往出现GP区火过渡相的过渡阶段,不同镁合金固溶体的分解有不同特点,比较复杂,很多问题有待进一步的研究。
主要镁合金系过饱和固溶体的分结过程见表2.1。
表2.1 镁合金中可能的沉淀过程SSSS—过饱和固溶体状态3.镁的腐蚀与保护3.1镁的腐蚀类型镁及镁合金的腐蚀类型包括化学腐蚀(高温氧化)、电化学腐蚀(电偶腐蚀、电腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳等局部腐蚀)。
室温下,Mg与氧气直接反应,在表面形成疏松的氧化膜。
熔融的Mg在空气中能剧烈燃烧。
在多元镁合金中少量杂质的存在影响氧化膜的具有较好的保护性。
因此在镁合金高温熔炼、铸造过程中,常常使用SO2或SF6气体作为保护气体,防止镁合金的氧化。
当镁及镁合金在含有离子半径小、活性大的阴离子溶液中,Cl-从膜的氧化物变成可溶性的镁盐,从而影响电极反应的活化能,加速金属镁的溶解。
同时在受到破环的地方,露出的金属便成为活化-钝化原电池的阳极。
从而使得镁的腐蚀不断向深处发展,直至材料穿孔。
在多相镁合金,容易析出阴极性的第二相,与镁基体形成微观腐蚀原电池。
镁合金通常含有重金属元素,尤其是Fe、Cu、Ni、Co等有害杂质元素。
这些电极电位很正的阴极性杂质与镁基体形成短路的微观原电池,产生内电偶腐蚀。
而与电极电位很正的异种金属接触形成宏观的原电池,产生电偶腐蚀。
镁及镁合金晶界和第二相,相对于基体来说几乎总是阴极,镁合金一般不发生晶间腐蚀。
同时,镁合金的腐蚀相对于氧浓度差不敏感,镁合金一般不发生缝隙腐蚀。
有保护性涂层和阳极氧化膜镁合金易发生丝状腐蚀。
3.2影响镁和镁合金腐蚀的因素杂质元素Fe、Ni、Cu、Co等降低镁和镁合金的耐腐蚀性能。
凡是导致析出金属间化合物和晶粒粗化的热处理工艺,都会降低镁合金的耐蚀性能。
经过固溶处理后使第二相不能完全溶解的合金,反而是第二相更加分散,其耐蚀性较铸态合金的耐蚀性差,如果在进行时效处理,耐蚀性进一步降低。
冷加工对镁合金的应力腐蚀敏感性的影响很复杂,其机理还不清楚。
但是冷变形虽然引入残留内应力,一般情况下,镁合金应力腐蚀敏感性反而降低。
同时环境因素对镁合金腐蚀有较大的影响。
3.3镁合金腐蚀的防护1)提高镁合金的纯度,降低镁合金中的Fe、Ni、Cu、Co等阴极相或夹杂物的含量降至临界值一下,以减少活性阴极面积,从而提高镁合金的耐蚀性能。