| 论镁合金性能与熔炼的探究 |
|
|
|
【论文关键词】：镁合金；性能；熔炼
【论文摘要】：介绍了镁合金的分类和组织与性质特点，并介绍了镁合金的主要熔炼方法。熔炼设备，熔剂及气体保护熔炼技术，保护性气体有SF6、CO2、SO2 、 N2等或它们的混合气体，SF6 和CO2是有害气体科学家研究用氩气替代SF6和CO2作为镁合金熔炼保护气体。
引言
20世纪80年代初期，北美汽车制造企业为了达到平均燃油标准（CAFE），都努力降低汽车自重，以减少燃油消耗。镁合金由于密度小、压铸性能好被认为是降低汽车自重的首选合金，各国都加紧进行镁合金生产及应用研究，镁合金工业因而进入飞速发展阶段。
1 镁合金的组织性能与分类
1.1镁合金的分类
常用镁合金共有四大系列
⑴Mg-Al-Si(AS)系列：AS系列具有较好的抗蠕变性，强度高，塑性、韧性好，但充型性能较差，常用于制造工作温度较高的发动机零件，如发动机曲轴等。
⑵Mg-Al-Zn(AZ)系列：AZ系列具有均衡的力学性能和铸造性能，屈服强度高并具有一定的耐盐雾腐蚀能力，适合制造形状复杂的薄壁压铸件，如阀套、离合器壳体等。
⑶Mg-Al-Mn(AM)系列：AM系列具有优异的韧性和塑性，适合制造受冲击的零部件，如汽车轮毂等。
⑷Mg-Al-RE(AE)系列：AE系列具有比AS系列更好的抗蠕变性，但易粘模，压铸性能较差，并且稀土成本高，该合金暂时应用范围较小。
1.2镁合金的组织与性能特点
镁合金在共晶温度时，具有α相单相组织，而在常温下具有α+β（Mg2Al3）组织。镁在α相中有一定的溶解度，而且镁原子半径与铝原子半径相差很大，故能产生很强的固溶强化作用。
α与β两相是以离异共晶形态存在，在铸态组织中β相以网状呈现在α相的晶界处，会降低合金的强度和塑性。采取固溶化及淬火处理，消除β相，能提高其机械性能 。
镁合金不具有时效强化作用，不易进行强化处理。虽然镁在α相中溶解度随温度下降而降低，但由于镁原子在铝中容易扩散和聚集，即使在常温下也会发生自然时效过程，析出β相。当80℃以上，时效过程更快，故不易用时效强化的热处理方法。
镁合金表面有一层由尖晶石构成的膜，因而使合金具有良好的耐海水、大气腐蚀性能。但合金只有在组织中不析出β相时才有此性能，如果是α+β两相组织，则由于β相与α相之间有较大电位差，故有较大电化学腐蚀倾向。
AZ系列合金中Zn在合金中溶于α相，并在晶界上形成T相，有效抑制镁原子的扩散和β相的析出。因此其组织稳定性强，应力腐蚀倾向较小。合金中的表面活性元素Be富集于表面，而成为氧化铝膜中的组成物，增大了氧化膜的电阻率，故提高合金抗氧化性。又由于BeO的体积是氧化前Be体积的1.7倍，提高了氧化膜的致密度，因而提高耐蚀性。AS系列合金中的Si、Mn的辅助强化，提高了组织稳定性，减小应力腐蚀倾向，Si也减小了热裂倾向。
另外，镁合金还具有其他一些特点，如密度低，但比强度、比刚度高；吸震性好；收缩率均匀一致，具有良好的蠕变强度；缩孔倾向小；流动性好、凝固快；与钢之间的粘附系数低，易脱模；与Fe、Co、Cr、W等元素不溶或微溶，对钢质模具和工具侵蚀作用小；有良好的切削加工性能等优点。
1.3镁合金中的杂质元素及影响
Fe是主要杂质元素，它可形成针状FeAl3化合物造成合金的脆性。Fe还能使淬火状态的合金在应力作用下更易析出β相，增大其应力腐蚀倾向。同时Ni,Cu都会强烈使其腐蚀速度加快。另外，镁合金中的Zn,Ca,Ce,Nd等对耐蚀性均有负面影响。
Mn可与Fe生成Al-Fe-Mn化合物，而减小了Fe的有害作用。但Fe与Mn在合金液中的溶解度的比值小于极限值时，镁合金才能获得良好的耐蚀性。
Al 通过固溶强化作用和形成沉淀析出提高镁合金的强度及耐蚀性。
2 镁合金的熔炼
2.1镁合金的熔炼特点
镁合金液的表面氧化膜是疏松的，而且镁是活泼元素，与氧的结合力强，熔炼时，与大气中氧、水蒸气、氮反应，生成MgO、Mg3N2和H2。MgO、Mg3N2成为杂质，夹杂物处常伴随有缩松和气孔。另为，由于使用[1] [2] [3] 下一页 |
|
|
| |
|
上一个论文： 浅论高分子材料抗静电技术的研究与应用
下一个论文： 论乙酰丙酮的合成应用及展望的意义 |
|
用户登录 
新用户注册 