镁合金Al_Mg相图
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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。
镁合金热处理过程中组织与相的变化摘要:本文研究了AZ91D等温热处理过程中的溶质扩散、晶界熔化、晶粒合并以及相变等对枝晶球化过程的影响。
结果表明:随着热处理时间的延长,晶粒逐渐球化,而且发生合并现象;同时在界面能降低的驱使下,通过溶质原子的扩散,晶粒内部包裹小液滴;半固态部分重熔过程中经历以下相变:β→α,α +β→L,α→L。
关键词:AZ91D镁合金;等温处理;相变The Research of Organization and Phase Change ofMagnesium Alloy during Isothermal Heat Treatment Abstract: The effect of solute diffusion and the grain boundary melting andgrainmerger and phase transitions on dendrite spheroidzing process is researched during the isothermal heat treatment. The results show that the grains gradually spheroidizeand appear the merger phenomenonwith extending the heat treatment time.At the same time, owing to decreasing interfacial energy; thepacked small liquid drop form intra - grain by the diffusion of solute atoms, There is the following phasetransition: β→α,α+β→L,α→L during The semi-solid remelting.Key words:AZ91D magnesium alloy; isothermal treatment; phasetransition 1、概述镁合金是现代金属结构材料中最轻的一种,以其密度低、比强度和比刚度高、尺寸稳定性好、电磁屏蔽好及价格稳定等优点,近年来在航空航天、仪器制造、国防和电子工业等领域,尤其是汽车工业中获得日益广泛的应用[1]。
合金和化合物杂志关于AM50镁合金组织和合金相的研究摘要不同状态的AM50镁合金(从铸造到固溶体和时效处理)的微观结构及合金阶段的综合研究,已经出现在了现有的论文中。
Al–Mn 相和它们对合金的电化学性能的影响受到了特别的关注。
结果显示Al–Mn合金相是铸态、固溶处理和时效处理后AM50镁合金中的主要合金相。
它们非常耐高温,几乎保持不变的形态、分布及数量。
当固溶处理温度达到410◦C,大多数Mg17Al12相在铸态合金中可能会减少,而且它在时效处理时沉淀为增强相。
根据的微观结构和相应的显微硬度分析,人们认为AM50 的强化机制可能不限于沉淀增强;例如底部构造和重新分布的合金元素的一些其他因素也可能会发挥关键作用。
电化学实验进一步表明Al–Mn相不利于抵抗正在考虑中的合金的腐蚀,尤其是当富铝α-Mg和Mg17Al12相的消除。
1.简介镁及镁合金的极具吸引力的力学性能提高了许多技术的应用,特别是在汽车工业中的使用。
在各种商业镁合金中,由于AM系列镁合金足够的强度、良好的铸造性能和耐腐蚀性能,因此它们是最广泛使用的。
然而,AM 系列合金的全球研究主要重点在于铸造技术、成形性和其在该行业中的应用。
基本的工作,例如微观结构、合金相,以及对它们的热处理影响极为少见。
与此同时,AM 系列合金属于Mg–Al 系,通常会添加锰来减少对铁的耐腐蚀的有害影响。
锰的少量加入会通过Al–(Fe,Mn) 粒子的形成减少熔炼体中铁的浓度,其中一些沉淀在坩埚底部,其它的在凝固过程中嵌入铸件。
据报道,这种粒子的大小通常范围从0.1 到30μm,他们的形态似乎形成十字架、针、花和短角块状结构;这些粒子的可能的合金相是Al6Mn,Al4Mn,Al8Mn5和铁浓度很少或没有铁浓度的AlMn。
最近的研究显示Al–Mn 的不同相有不同的输出电流密度,因此对Mg–Al 系列合金的腐蚀性有不同的效果。
富铝粒子像Al6Mn和Al4Mn显示较低输出电流密度,而那些像Al8Mn5和AlMn含锰浓度高显示出了相当高的输出电流密度。