镁合金力学性能强化的几种途径
镁合金的强化处理方法研究
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。
镁合金挤压及其力学性能研究
随温度降低而降低。如有一Ｂ含量大于Ｂ。的合
ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅｙ ｈａｖｅ ｍｏｄｅｒａｔｅ ｅｘｌｎｌｄａｂｉｌｉｔｙ ｗｈｅｎ ｈｅａｔｅｄ ｔｏ ２３０＂Ｃｏｒ ｈｉｇｈｅｒ．Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｅ ｅｘｔｒＢｄｅｄ ｒｏｄｓ ｅｎｄ ｂａｒｓ ｈａｖｅ ｇｏｏｄ ｓｕｒｆａｃｅ，ａｎｄ
20030305
沈阳工业大学硕士学位论文
摘要
本文研究了ＡＺ９１、ＡＺ６１及几种含锆镁合金的挤压性能，结果表明尽管镁合金具有 密排六方结构，室温下滑移系较少，塑性较差，但在加热到２３０℃以上时仍表现出良好 的可挤压性。在本实验参数下，挤压出的杆材和板材表面良好，尺寸符合设计要求。
本文对挤压态镁合金杆材和板材进行了热处理，然后做了显微组织分析和力学性能 测试。结果表明挤压后的镁合金综合力学性能明显高于铸态，抗拉强度较铸态提高 ５０ＭＰａ以上，屈服强度提高３０ＭＰａ以上。延伸率提高５％以上：挤压后的镁合金显微组织 均匀细小，平均晶粒度在１５ ｐ ｍ以下，而挤压前的铸态组织晶粒度在８０ ｕ ｍ以上：热处 理对挤压态镁合金力学性能的影响因合金牌号不同而不同，对于ＡＺ９１板材而言，Ｔ４、 Ｔ６处理均降低其力学性能，挤压后Ｆ态性能最佳，而其它几种含锆合金Ｔ６态要好于Ｆ 态：断口分析表明ＡＺ６１板材的横向拉伸断口与纵向断口形貌有很大不同，横向断口韧 窝呈细条状，而纵向断口呈大小和深浅不一的圆形韧窝，这种断口形貌的差异证明材料 在挤压过程中晶粒有择优取向。其它几种镁合金挤压态断口皆表现为韧性断裂的特征， 室温断口与高温断口特征基本相同，分析表明由于挤压态镁合金室温塑性已经很好，所 以尽管高温下镁合金塑性进一步提高，但断口特征较室温下并无明显变化。
镁合金固溶强化和时效强化的意义
镁合金固溶强化和时效强化的意义镁合金是一种重要的结构材料，具有低密度、高比强度和良好的加工性能等优点。
然而，纯镁具有较低的强度和较差的耐腐蚀性，限制了其在实际应用中的推广和应用。
为了改善镁合金的性能，人们发展出了固溶强化和时效强化等方法。
固溶强化是通过将合金元素溶解在镁基体中，形成固溶体，从而提高合金的强度和硬度。
固溶强化的主要目的是通过增加固溶体中的合金元素的含量，形成固溶体溶解度限度内的固溶体，使合金中的固溶体相变得更加均匀。
固溶强化可以通过合金化元素的选择和添加方式来实现。
固溶强化的意义在于，通过增加固溶体中的合金元素含量，可以提高合金的强度和硬度，从而改善合金的力学性能。
此外，固溶强化还可以提高合金的耐腐蚀性和耐磨性，延长合金的使用寿命。
固溶强化可以广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
时效强化是在固溶处理后，通过固溶体的再结晶和析出过程，使合金中形成弥散的析出相，从而提高合金的强度和硬度。
时效强化的主要目的是通过合金中的析出相的形成和分布来改善合金的力学性能。
时效强化可以通过合金的热处理和冷却过程来实现。
时效强化的意义在于，通过合金中的析出相的形成和分布，可以提高合金的强度和硬度，从而改善合金的力学性能。
此外，时效强化还可以提高合金的耐腐蚀性和耐磨性，延长合金的使用寿命。
时效强化可以广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
固溶强化和时效强化是镁合金强化的两种常用方法，它们可以单独使用，也可以组合使用。
固溶强化和时效强化的组合使用可以进一步提高合金的强度和硬度，改善合金的力学性能。
固溶强化和时效强化还可以通过调整合金的成分和处理工艺来实现，进一步提高合金的性能。
固溶强化和时效强化是改善镁合金性能的重要方法。
通过固溶强化和时效强化，可以提高镁合金的强度、硬度、耐腐蚀性和耐磨性，延长合金的使用寿命。
固溶强化和时效强化可以单独应用，也可以组合使用，通过调整合金的成分和处理工艺，进一步提高合金的性能。
合金元素对镁及镁合金力学性能强化的研究
ＧＵＯ ｉ ｉ ｇ．ＸＩ Ｌ ｎ ｔ ｇ Ｈｕ － ｎ ｒ Ａ ａ ． ｎ ｉ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（ ｅａｔｅｔｆｍ ｔ ｉｌｃ ｎｅａｄｅｇｎｅ ｎ 。Ｔ ｉ ａ ｎ ｅ ｉ Ｓｉ ｅ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ， ａ ｕ ｎＳａ ｘ ０ ０２ 。ｈｎ ） Ｄｐ ｒ ｎ ａｅ ａ ｉ ｃ ｎ ｉｅｒ ｇ ａ ｕｎＵ ｉ ｒｔ ｏ ｃ ｎ ｄ Ｔｃｎｌ ｙ Ｔ ｉ ａ ｈ ｎｉ ３０ ４ Ｃ ｉ ｍ ｏ ｒ ｓｅ ｎ ｉ ｙ ｖ ｓｙｆ ｅ ａ ｃ ｏ ｙ ａ
合 金 元 素 对 镁及 镁 合 金 力学 性 能 强化 的研 究
郭会 廷 。 夏兰 廷 （ 太原 科技 大 学 ， 山西 太原
摘
００２ ） ３０４
要： 总结 了近年 来镁合金 中加入合金元素 来改善镁合金 力学性 能的研 究现状 。论述 了镁的合金化原
理 。介绍 了在一些常 用镁合金 中分别加入 Ｓ 、ｂ Ｂ、 ｂ Ｙ、 ｄ Ｌ 、ｒＳ 、 、 ａ Ｓ、ｒＡ 、ｄ等合金元 素对镁 ｎ Ｓ 、 ｉＰ 、 Ｎ 、ａＳ 、ｃＢ Ｃ 、ｉＺ 、 ｇＣ 合金 力学性能的 强化效果 以及 强化机理 。认为 固溶强化和 第二 相强化是加入 合金元 素强化镁 合金 的主要 方
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｔｄ ｆｉ ｒｖｎ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｒ ｐ ｒｉｓｏ ｇ ｅ ｉ ｍ ｌｙ ｂ ｄ ｉｇ ｏｈ ｒ ｌ ｙｎ ｌｍｅ ｔ ｉ ｇ ｎ ｒ ｓｒ ｃ ： ｈ ｒ ｓ ｎ ｕ ｙｏ ｓ ｍｐ ｏ ｉ ｇ ｔ ｃ ａ ｉａ ｏ ｅｔ ｆｍａ ｎ ｓｕ ａ ｏ ｙ ａ ｄ ｎ ｔ ｅ ｌ ｉ ｇｅ ｅ ｎｓ ｓ ｅ ｅ － ｈ ｐ ｅ ｌ ａｏ
维普资讯
２０ ０７年第 ２期
镁合金的力学行为及其塑性变形机制
镁合金的力学行为及其塑性变形机制1. 引言随着现代工业的发展和人们对轻量化、高强度、高耐腐蚀性能的需求，镁合金得到了越来越广泛的应用。
镁合金因其低密度、高比强度、良好的加工性和回收性等优点成为航空、汽车、电子等领域的理想材料。
然而，镁合金在使用过程中也存在着一些问题，如低强度、低塑性和易产生裂纹等缺陷。
为了克服这些问题，研究镁合金的机械性能和塑性变形机制显得尤为重要。
2. 镁合金的力学行为镁合金的力学行为是指其在力学载荷下的变形和断裂特性。
根据加载方式和加载速度的不同，常用的镁合金力学性能测量方法包括拉伸、压缩、弯曲、疲劳等。
2.1 拉伸性能在拉伸试验中，镁合金试样通常沿轴向加载，被拉伸到断裂。
通过拉伸实验可以得到镁合金的屈服强度、抗拉强度、延伸率等指标。
在拉伸过程中，镁合金先呈弹性变形，随着应力的增加，会出现塑性变形，最终会产生颈缩现象，并出现形变硬化，然后试验样品发生瞬时断裂。
2.2 压缩性能与拉伸试验类似，压缩试验是将镁合金试样置于压缩机中，施加压力，试样往往在压缩模量较大时出现颈缩，进而在剪切和塑性瞬间溃断的形式受力。
通过压缩试验可以得到镁合金的屈服强度、抗压强度等指标。
2.3 弯曲性能在弯曲试验中，将镁合金试样制成梁状，在弯曲机上进行弯曲测试。
通常以最大载荷、极限载荷、弯曲刚度和中心挠度等作为评价参数，通过弯曲试验可以得到镁合金的弯曲性能。
2.4 疲劳性能镁合金强度高、重量轻，适用于高速旋转部件、振荡部件等。
疲劳性能是材料在交变载荷作用下能够承受的循环次数。
通过疲劳试验可以研究镁合金材料的寿命和寿命曲线，确定其在交变载荷下的强度和稳定性。
3. 镁合金的塑性变形机制镁合金的塑性变形机制主要有滑移和孪生两种。
3.1 滑移变形滑移是指晶体中某些平面沿特定方向发生剪切变形的过程。
镁合金中的滑移有基面滑动的主滑移系统和非基面滑动的辅助滑移系统。
主滑移系统与晶体方向有直接关系，因此其延性较好，且容易塑性变形，但也容易发生塑性翘曲和产生裂纹。
镁合金固溶强化和时效强化的意义
镁合金固溶强化和时效强化的意义镁合金作为一种轻质高强度材料，广泛应用于航空、汽车、电子等领域。
然而，纯镁合金的力学性能并不理想，容易发生塑性变形和断裂。
为了提高镁合金的力学性能，常常采用固溶强化和时效强化的方法。
固溶强化是指通过将合金中的其他元素溶解在固溶体中，形成固溶体溶解度限制固溶体中间固溶体的形成，从而提高合金的硬度和强度。
合金中的元素可以是增加固溶体的基体元素，也可以是形成间隙固溶体的元素。
通过固溶强化，可以增加合金的固溶体溶解度，使合金的晶格形变增加，从而提高合金的力学性能。
时效强化是指在固溶处理后，通过在一定温度下保持一段时间，使合金中的溶质元素析出，形成细小的析出相，从而提高合金的强度。
时效强化可以分为自然时效和人工时效两种。
自然时效是指将固溶处理后的合金放置在室温下，通过自然时间来完成析出相的形成。
人工时效是指将固溶处理后的合金在一定温度下保持一段时间，加速析出相的形成。
固溶强化和时效强化的意义在于提高镁合金的力学性能和耐腐蚀性能。
固溶强化可以通过增加合金的固溶体溶解度，使合金的硬度和强度得到提高。
同时，固溶强化还可以改善合金的耐热性和抗疲劳性能。
时效强化则可以通过析出相的形成，进一步提高合金的强度和硬度。
时效强化还可以提高合金的抗应力腐蚀性能和耐磨性能。
在航空领域中，镁合金常用于制造飞机的机身、发动机壳体等部件。
固溶强化和时效强化可以提高镁合金的强度和刚度，使其能够承受高速飞行时的巨大载荷和振动。
此外，镁合金的轻质特性可以减轻飞机的重量，提高燃油效率。
在汽车领域中，镁合金常用于制造汽车的车身、底盘等部件。
固溶强化和时效强化可以提高镁合金的强度和硬度，使其能够承受汽车行驶过程中的冲击和振动。
镁合金的轻质特性可以减轻汽车的重量，提高燃油效率，降低碳排放。
在电子领域中，镁合金常用于制造电子产品的外壳和散热器等部件。
固溶强化和时效强化可以提高镁合金的耐腐蚀性能，防止电子产品在潮湿环境中发生氧化和腐蚀。
镁合金材料的制备与性能优化
镁合金材料的制备与性能优化镁合金是一种重要的结构材料，具有轻质、高强度和优良的机械性能等特点，在航空航天、汽车制造以及电子设备领域有着广泛的应用。
本文将探讨镁合金材料的制备方法及性能优化的相关研究。
一、镁合金制备方法镁合金的制备方法多种多样，常见的有熔炼法、粉末冶金法和挤压工艺等。
熔炼法是将镁及其合金化元素加热至熔点，通过浇铸、压力铸造等方法制备成型。
粉末冶金法则是将镁合金粉末与合金元素粉末混合，经过压制和烧结等工艺制备成型。
挤压工艺是将镁合金坯料放入挤压机中，通过挤出模具塑性变形得到所需形状。
二、镁合金材料性能优化1. 合金元素控制镁合金的性能优化离不开合金元素的选择和控制。
添加适量的合金元素，如铝、锌、锰等，可以有效提高其强度和耐腐蚀性能。
同时，通过调整合金元素的含量和配比，还可以优化材料的塑性、热处理响应等特性。
2. 热处理工艺热处理是一种常用的优化镁合金材料性能的方法。
通过调整热处理工艺参数，如温度、时间和冷却速率等，可以改善材料的晶体结构、晶粒尺寸和组织均匀性。
常用的热处理方式包括时效处理、固溶处理和退火处理等。
3. 成形工艺成形工艺是对镁合金材料性能进行优化的关键环节之一。
采用适当的成形工艺可以改善材料的力学性能和表面质量。
常见的成形工艺包括挤压、轧制、拉伸和锻造等。
这些工艺在加工过程中可以显著改变材料的晶粒形貌和取向分布，从而得到优化的力学性能。
4. 表面处理表面处理是对镁合金材料性能进行提升的重要手段。
常用的表面处理方法有化学处理、电化学处理和改性涂层等。
这些方法可以改变材料表面的化学成分和物理状态，提高材料的耐腐蚀性、摩擦性能和界面黏附性等。
5. 微观组织分析微观组织分析是评价镁合金材料性能的关键手段。
通过显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等测试设备，可以观察和分析材料的晶粒形貌、晶界分布和相组成等特征。
这些分析结果对于优化材料制备和性能改善具有指导作用。
三、镁合金材料的应用前景随着科技的不断进步和人们对轻质、高强度材料需求的增加，镁合金材料的应用前景广阔。
镁合金的热处理工艺与力学性能改善
镁合金的热处理工艺与力学性能改善镁合金作为一种轻量化材料，在航空航天、汽车制造等领域有着广泛的应用。
然而，镁合金在实际应用中存在一些问题，如低强度、低韧性和不良的耐腐蚀性能。
因此，研究镁合金的热处理工艺，以提高其力学性能，具有重要意义。
本文将介绍镁合金的热处理工艺以及力学性能改善的方法。
热处理是一种通过控制材料的加热和冷却过程，改变其晶体结构和性能的方法。
对于镁合金的热处理，主要包括固溶处理、时效处理和变形加工。
首先，固溶处理是指将镁合金加热到高温区，使合金中的固态溶质元素溶解在镁基体中，然后快速冷却。
这一步骤能够消除合金中的析出相和晶界相，提高合金的强度和塑性。
同时，通过调节固溶温度和时间，还可以控制合金的晶粒尺寸，从而进一步提高其力学性能。
其次，时效处理是在固溶处理后将镁合金再次加热到较低的温度，保持一定的时间，使合金中的溶质元素重新析出形成弥散的析出相。
时效处理可以提高镁合金的强度和硬度，同时还能增加合金的韧性和耐腐蚀性能。
不同类型的镁合金需要在不同的时效温度和时间下进行处理，以获得最佳的力学性能。
最后，变形加工是通过机械或热加工使镁合金发生塑性变形，从而改变其晶体结构和力学性能。
常用的变形加工方式包括挤压、拉伸、压缩等。
通过变形加工，可以使晶粒细化，提高材料的塑性，并改善其力学性能。
除了热处理工艺，还有其他一些方法可以改善镁合金的力学性能。
例如，合金化是通过添加适量的合金元素，如锆、铝、锡等，来改善镁合金的强度和韧性。
同时，采用纳米颗粒强化技术和表面改性技术，也可有效增强镁合金的力学性能和耐腐蚀性能。
总结起来，镁合金的热处理工艺和力学性能改善涉及到固溶处理、时效处理、变形加工以及其他一些方法的综合应用。
通过合理选择和控制这些工艺参数，可以显著提高镁合金的强度、塑性和耐腐蚀性能，满足实际工程应用的需求。
进一步的研究和探索，将有助于推动镁合金材料的发展与应用。
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镁合金力学性能强化的几种途径
摘要对近几年镁合金力学性能强化的研究进行了总结，主要途径归纳为三个方面，一是热处理，二是合金化，三是加工工艺。
关键词：镁合金力学性能热处理合金化加工工艺
镁及镁合金是目前最轻的金属结构材料,具有密度低、比强度和比刚度高的特点,而且还具有优良的阻尼性能、较好的尺寸稳定性和机械加工性能及较低的铸造成本。
广泛应用于航空航天、汽车和电子等行业。
但是,镁合金密排六方的晶体结构及较少的滑移系决定了其塑性变形能力较差,所以应该用一些方法来提高其力学性能，本文就近几年镁合金力学性能方面的研究进行总结，并提出建议。
1 镁及其合金的力学性能
镁是一种二价的碱金属元素，属于密排六方晶系，这种密排六方结构使之在力学和物理性能方面表现出强烈的各向异性。
纯镁象其他纯金属一样，表现出相对低的强度。
其弹性模量E=45GPa，切变模量K=17GPa，比弹性模量E/ρ=25GPa。
因此必须用其他元素进行合金化以获得所需要的性能。
目前主合金元素是Al、Zn 和Re等，这些合金元素使镁合金得到不同程度的强化。
变形镁合金主要通过热变形和冷变形来提高强度。
热处理是提高镁合金力学性能的重要途径。
另外其他一些工艺或处理也能有效提高镁合金的力学性能，如颗粒增强复合材料、半固态铸造和熔体热速处理、表面处理等。
2强化途径
2.1 热处理
2.1.1铸造镁合金的热处理
铸造镁合金的室温和高温力学性能强化途径有固溶处理和失效处理[1]。
对某高锌镁合金Mg-Zn-Al-RE进行热处理[2]，固溶处理温度340℃,保护剂为硫铁矿石,保温时间20 h,热水淬火,淬火介质采用70～75℃热水;时效处理温度180℃,保温时间10 h,出炉空冷。
经固溶及时效处理后,合金的相成分主要为α-Mg,还有含微量稀土的其它固溶强化三元相。
其中比较典型的固溶强化相有Ф相
Al
2Mg
5
Zn
2
和τ相Mg
32
(Al,Zn)
49。
这些强化相的弥散存在可以提高基体的力学性能
[3]。
热处理工艺对镁合金力学性能影响很大。
文献[4]研究了热处理温度对快速凝固Mg-9Al-1Zn-0.2Mn带材的组织和性能的影响规律，认为低于200℃时，随温度
的升高，Mg
17Al
12
粒的长大，从而提高了性能。
另外热处理工艺对镁合金的疲劳裂
纹扩展行为也有很大影响[5]。
2.1.2变形镁合金的热处理
热处理可使变形镁合金得到一定程度的强化。
对AZ91进行研究[6]。
可以发现，AZ91压态时硬度为77HB．在413℃x16h或24 h固容后硬度下降到62HB．固加热过程使得挤压后的晶粒发生长大和析出相的溶解而降低固溶强化效果．固溶后硬度值有所下降。
AZ91镁合金同溶态与挤压态相比抗拉强度变化不大，基本上维持存320 MPa，但伸率则南1O％大幅度地增加到l5％；时效硬度峰值时的抗拉强度提高到375 MPa，与固溶态相比有一定的提高，但伸长率较大幅度地降低为6％。
均匀化退火可使变形镁合金AZ31和AZ61伸长率明显提高，且合金热扎态呈准解理断裂，退火后变为韧性断裂［7］。
2.2合金化
镁通过合金化可以使其性能得到强化,如常温力学性能、高温力学性能、耐蚀性能、耐磨损性能等。
固溶强化是由合金元素(溶质)在金属基体(熔剂)中溶解度的大小决定的,并决定固溶体的类型。
析出强化、弥散强化则是由溶质与熔剂形成的化合物的结构所决定的。
而影响固溶体和金属化合物结构的主要因素通常由原子尺寸因素、负电性因素、电子浓度因素及晶体结构因素等所左右。
(1)Sb:在AZ91镁合金中加入Sb,加入量为0.1% ~1.4%,当Sb含量从0上升到0.35%时,合金的屈服强度室温下由106MPa提高至172MPa,提高了62%,而在150℃温度下由99MPa提高至138MPa,提高了近40%,同时无论在室温下还是150℃温度下,合金的塑性均有所下降,但幅度很小.而当合金中Sb含量超过0. 7%后,屈服强度不再上升,而塑性下降趋势加大.另外,对于不含Sb的合金,它的蠕变寿命只有267 h,而加有0. 35% Sb的合金其蠕变寿命则提高到589 h,比未加Sb的合金寿命提高了121 %。
所以加入适量的Sb可以提高合金的室温和高温强度,尤其是抗高温蠕变性能得到了大幅度的提高.但是合金的含Sb量应限制在0. 5%左右.加入Sb之所以可以提高镁合金的力学性能,是因为在合金中产Mg3Sb2的颗粒相,这种相热稳定性好,弥散分布在合金中主要起到弥散强化的作用,弥补了Mg-Al 合金中强化相Mg17Al12的不足[8]。
(2)Sn:在AZ91镁合金中加入Sn,室温下对合金的强化作用不是非常显著,随Sn含量的增加,合金强度有所提高,但上升幅度不大.而温度为150℃时, Sn的强化作用变得十分突出.且强度峰值出现在含Sn量0.5%时,屈服强度由不含Sn时的70MPa上升至130MPa,上升了86%,抗拉强度则由170MPa上升至230MPa,上升了35%。
在合金强度提高的同时,塑性有所下降,但由于Sn加入量少,对合金塑性影响也较小.加入Sn之所以能够提高合金的强度,是因为,有效地强化了基体,增加了合金的热稳定性在合金中形成了高熔点的Mg2Sn颗粒相,这种相在低于250℃的温度区间内稳定性较高[9]。
(3)Bi：在AZ91镁合金中加入B,i室温下加入量为2%时,合金的强度达到最大值,屈服强度由未加Bi时的150MPa上升至170MPa,上升了13%。
抗拉强度由未加入Bi时的200MPa上升至240MPa,上升了20%。
并且在这个范围内伸长率降低比较缓慢。
而当Bi含量大于2%后,伸长率急剧下降,强度也从最高值转而下降。
Bi对AZ91合金的强化作用并不因温度的升高而消失,在150℃、250℃短时拉伸中,其屈服强度均有明显提高。
此外, Bi的加入提高了合金的持久寿命。
在150℃、70MPa拉力作用下,对于不含Bi的AZ91合金,其持久寿命为95 h,而含2 % Bi的AZ91合金,其持久寿命达到134 h,提高了近50%。
Bi在镁中是一个典型的具有沉淀强化作用的元素,当Bi加入量大于1%时,合金显微组织中就会出现致密的Mg3Bi2颗粒相,此相显微硬度高,熔点也远高于镁基体, Bi的加入,能够提高镁合金的强度,改善镁合金的耐热性能[10]。
（4）Nd:在AZ91镁合金中加入Nd,合金的力学性能会得到强化,其原因为：①向ZM5合金中加入稀土Nd使合金组织得到有效细化,当Nd的质量分数为2%时细化组织的效果显著。
②稀土元素与AZ91中的Mg与Al在铸态阶段和固溶处理后都形成了弥散的强化相。
如Mg
12
Nd等,这些相无论是强度、抗腐蚀性、硬度等方面都远优
于AZ91基体中的Mg
17Al
12
强化相。
而且稀土元素对Mg的消耗也相应减少Mg
17
Al
12
相的
生成也是细化组织的一个重要方面[11]。
在铸造镁合金Mg-6Al加入6％的Nd,由于减
少了Mg-Al基体，增加了A1
1l Nd
3
和 Al
2
Nd相，其屈服强度和伸长率都得到了改善[12]。
2.3加工工艺
2.3.1表面机械加工处理法
表面机械加工处理法可以在金属表面形成一层纳米晶组织,这就便于在镁合金表面引入硬度高、耐蚀性强的元素,在合金表面得到性能优异的强化层。
这一强化层与基体之间有一个梯度分布,因而结合牢固,不易脱落,相比于其它表面处理得到的强化层有较高的使用寿命。
喷丸法属于表面机械加工中很有效的一种处理方法,利用喷丸法进行表面强化处理,不仅可以提高表面强度,而且能使表层与基。