vw63镁合金的热处理

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、AZ61、AZ60、AZ31镁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。

镁合金的热处理热处理是改善或调整镁合金力学性能和加工性能的重要手段。

镁合金的常规热处理工艺有退火和固溶时效两大类。

部分热处理工艺可以降低镁合金铸件的铸造内应力或淬火应力，从而提高工件的尺寸稳定性。

镁合金能否进行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。

可热处理强化镁合金 铸造镁合金 Mg-A1-Mn 系（如AM100A ）Mg-A1-Zn 系（如AZ63A 、AZ81A 、AZ91C 和AZ92C等） Mg-Zn-Zr 系（如ZK51A 和ZK61A 等） Mg-RE-Zn-Zr 系（如EZ33A 和ZE41A ）Mg-Ag-RE-Zr 系（如QE22A ）Mg-Zn-Cu 系（如ZC63A ）变形镁合金 Mg-Al-Zn 系（如AZ80A ） Mg-Zn-Zr 系（如ZK60A ） Mg-Zn-Cu 系（如ZC71A ）某些热处理强化效果不显著的镁合金通常选择退火作为最终热处理工艺。

镁合金热处理的最主要特点是固溶和时效处理时间较长，其原因是因为合金元素的扩散和合金相的分解过程极其缓慢。

由于同样的原因，镁合金淬火时不需要进行快速冷却，通常在静止的空气中或者人工强制流动的气流中冷却。

一、 热处理类型和选择符号意义 符号 意义 F加工状态 T4 固溶处理（然后自然时效） O完全退火 T5 人工时效 H1加工硬化 T6 固溶处理后人工时效 H2加工硬化后退火 T7 固溶处理后稳定化处理 T2去应力退火 T8 固溶处理后冷加工、人工时效 T3 固溶处理后冷加工 T9固溶处理、人工时效后冷加工 铸造镁合金和变形镁合金都可以进行退火（O ）、人工时效（T5）、固溶（T4）以及固溶加人工时效（T6、T61）处理，其热处理规范和应用范围与铸造铝合金的基本相同。

镁合金的扩散速度小，淬火敏感性低，从而可以在空气中淬火；个别情况下也可以采用热水淬火（如T61），其强度比空冷T6态的高。

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。

镁合金去应力退火温度和时间-回复镁合金是一种常用的轻质结构材料，具有优异的比强度和导热性能，广泛应用于航空航天、汽车制造及其他领域。

然而，由于其特殊的晶体结构和晶界应力，镁合金在加工过程中容易产生应力集中和应力腐蚀等问题，降低其力学性能和耐腐蚀性。

为了消除这些应力，提高材料的综合性能，镁合金常常需要进行热处理，其中最常用的方法之一是应力退火。

那么，镁合金去应力退火的温度和时间应该如何选择呢？1. 温度选择：镁合金退火温度的选择主要取决于合金的成分和应力情况。

一般来说，退火温度应高于合金材料的半固态温度，以使镁合金能够充分回复晶体的完整性并降低晶界应力。

通常，镁合金的退火温度在300-500摄氏度之间，其中较常用的是350-450摄氏度范围内的温度。

如果温度过低，晶体的还原效果不佳；如果温度过高，则容易导致晶界过度生长和晶粒长大。

因此，在具体选择退火温度时，需要根据合金的成分、品种和具体应用等因素进行综合考虑，并结合实际情况进行优化。

2. 时间选择：除了温度，退火时间也是影响退火效果的重要因素。

一般来说，退火时间要足够长，以确保晶界应力能得到适当的消除。

一般而言，较为常见的退火时间范围为1-4小时。

然而，需注意的是，退火时间的长短也受到退火温度、合金的成分和应力程度等多个因素的影响。

如果时间过短，晶界的完全回复可能不充分，应力仍然存在；如果时间过长，会导致镁合金的晶粒生长过大，进而影响合金的力学性能和综合性能。

因此，在具体选择退火时间时，需要与退火温度相结合，进行综合考虑，找到一个最佳的平衡点。

综合而言，镁合金去应力退火的温度和时间的选择是一个较为复杂的工艺问题，需要根据具体情况进行综合考虑和优化设计。

合适的退火温度和时间可以实现晶体的完全回复，减小应力集中，提高材料的力学性能和耐腐蚀性。

同时，也需要注意合金的成分和应力程度等因素对温度和时间的影响，以避免过度生长和变质等不良影响。

总之，镁合金去应力退火的温度和时间选择是一个重要的工艺参数，需要综合考虑合金的成分、应力程度和具体应用等因素。