镁合金力学性能的研究
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摘要挤压变形AZ31镁合金组织以绝热剪切条纹和细小的α再结晶等轴晶为基本特征。
挤压变形可显著地细化镁合金晶粒并提高镁合金的力学性能。
随挤压比的增大,晶粒细化程度增加,晶粒尺寸由铸态的d400μm减小到挤压态的d12μm(min);强度、硬度随挤压比的增大而增大,延伸率在挤压比大于16时呈单调减的趋势。
轧制变形使板材晶粒明显细化,硬度提高。
AZ31合金中添加Ce,其铸态组织中能够形成棒状Al4Ce相,并能改善合金退火态组织和力学性能;添加Ce可以改善AZ31的综合力学性能。
关键词:AZ31变形镁合金;强化机制;组织;性能绪论20世纪90年代以来,作为最轻金属结构材料的镁合金的用量急剧增长,在交通、计算机、通讯、消费类电子产品、国防军工等诸多领域的应用前景极为广阔,被誉为“21世纪绿色工程材料”,许多发达国家已将镁合金列为研究开发的重点。
大多数镁合金产品主要是通过铸造生产方式获得,变形镁合金产品则较少。
但与铸造镁合金产品相比,变形镁合金产品消除了铸造缺陷,组织细密,综合力学性能大大提高,同时生产成本更低,是未来空中运输、陆上交通和军工领域的重要结构材料。
目前,AZ31镁合金的应用十分广泛,尤其用于制作3C产品外壳、汽车车身外覆盖件等冲压产品的前景被看好,正成为结构镁合金材料领域的研究热点而受到广泛重视。
第1章挤压变形对AZ31镁合金组织和性能的影响1.1 挤压变形组织特征及挤压比的影响作用图1-1为动态挤压变形过程中的组织变化。
动态变形过程大致分为3个区域:初始区、变形区和稳态区,分别对应着不同的组织。
图1-1a为初始区挤压变形前的铸态棒料组织。
由粗大的α-Mg树枝晶和分布其间的α-Mg+Mg17Al12共晶体组成,枝晶形态十分发达,具有典型的铸造组织特征。
晶粒尺寸为112~400μm。
图1-1b为变形区近稳态区组织。
图中存在大量无序流线,流线弯曲度大、方向不定且长短不一,显然这种组织特征是在挤压力作用下破碎的树枝晶晶臂(α固溶体)发生滑移、转动的结果。
AZ80镁合金组织性能及其成型的关键技术引言金属镁始于1808年为人所知,直到1886年德国才开始将其用于工业领域。
镁有广泛的用途,主要包括烟火制造、冶金,化学、电化学和结构件的应用。
由于镁合金具有重量轻、比强度高、阻尼减振性好等优点,因而将其作为结构件被广泛地应用于航空航天、3C电子产品及交通运输等领域。
目前,这些结构件都以铸造件特别是压铸件的应用为主,高性能的变形镁合金材料还处于研发和推广阶段。
在变形镁合金中。
AZ80镁合金表现出最为优良的力学性能,通过合理改善其形变及热处理工艺能进一步提高其强度。
本文主要介绍镁合金、AZ80镁合金的组织性能和关特征及其成型的关键技术。
1 镁合金及AZ80镁合金的组织性能1.1 镁合金的特点镁合金和铝合金的合金化原理几乎相同,都是通过加入合金元素,产生固溶强化、时效强化、细晶强化及过剩强化作用,以提高合金的机械性能、抗腐蚀性能和耐热性能。
镁合金中常加入的合金元素有Al、Zn、Mn、Zr及稀土元素等。
Al在Mg中即可产生固溶强化作用,又可析出沉淀强化相Mg,Al有助于提高合金强度;Zn在Mg中除固溶强化作用外,也可产生时效强化相MgZn,但效果不如Al显著,一般需与其他合金元素同时加入;Mn加入Mg中主要为提高合金的耐热性和抗蚀性,改善合金的焊接性能;Mg中加入的少量Zr,除细化晶粒外,还从合金的成分来看,目前工业中应用的镁合金主要集中于Mg—Al—Zn、Mg—Zn—Zr、Mg—Re—Zn 和Mg一Re—Zr等几个合金系,其中前两个是发展高强镁合金的基础。
从生产工艺和性能的特点,上述镁合金分为变形镁合金和铸造镁合金两大类,其编号采用汉语拼音字母加序号。
同一系列的镁合金既有可以作为变形合金,又有可以作为铸造合金:其中既可能含Zr又可能不含Zr。
因此,对于不同的镁合金,它的性质特点也会不相同。
金属镁及其合金是迄今在工程上应用的最轻的结构材料,具有其它金属材料不可替代的优越性,镁合金具有以下几个特点:(1)镁合金的比重小,是目前最轻的结构材料,其密度在1.75~1.859/cm³之间,约为铝合合密度的1/3~l/2,约为钛合金的1/3,不到钢密度的1/4。
镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。
其特点是:密度小(1.8g/cm3镁合金左右),比强度高,弹性模量大,散热好,消震性好,承受冲击载荷能力比铝合金大,耐有机物和碱的腐蚀性能好。
主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。
目前使用最广的是镁铝合金,其次是镁锰合金和镁锌锆合金。
主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。
在实用金属中是最轻的金属,镁的比重大约是铝的2/3,是铁的1/4。
它是实用金属中的最轻的金属,高强度、高刚性。
特点其加工过程及腐蚀和力学性能有许多特点:散热快、质量轻、刚性好、具有一定的耐蚀性和尺寸稳定性、抗冲击、耐磨、衰减性能好及易于回收;另外还有高的导热和导电性能、无磁性、屏蔽性好和无毒的特点。
应用范围:镁合金广泛用于携带式的器械和汽车行业中,达到轻量化的目的镁合金铸件1。
镁合金(英文:Magnesium alloy)的比重虽然比塑料重,但是,单位重量的强度和弹性率比塑料高,所以,在同样的强度零部件的情况下,镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。
另外,由于镁合金的比强度也比铝合金和铁高,因此,在不减少零部件的强度下,可减轻铝或铁的零部件的重量。
镁合金相对比强度(强度与质量之比)最高。
比刚度(刚度与质量之比)接近铝合金和钢,远高于工程塑料。
在弹性范围内,镁合金受到冲击载荷时,吸收的能量比铝合金件大一半,所以镁合金具有良好的抗震减噪性能。
镁合金熔点比铝合金熔点低,压铸成型性能好。
镁合金铸件抗拉强度与铝合金铸件相当,一般可达250MPA,最高可达600多Mpa。
屈服强度,延伸率与铝合金也相差不大。
镁合金还个有良好的耐腐蚀性能,电磁屏蔽性能,防辐射性能,可做到100%镁合金铸件2回收再利用。
镁合金件稳定性较高压铸件的铸造行加工尺寸精度高,可进行高精度机械加工。
镁合金具有良好的压铸成型性能,压铸件壁厚最小可达0.5mm。
适应制造汽车各类压铸件。
但镁合金线膨胀系数很大,达到25~26 μm/m℃,而铝合金则为23 μm/m℃,黄铜约20 μm/m℃,结构钢12 μm/m℃,铸铁约10μm/m℃,岩石(花岗岩、大理石等)仅为5~9 μm/m℃,玻璃5~11 μm/m℃。
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。
半固态触变注射成型镁合金组织性能分析半固态挤压注射成型(Semi-Solid Extrusion Injection Molding,简称SSEIM)是一种将半固态合金通过挤压注射成型机进行成型的先进工艺。
在SSEIM过程中,半固态合金的固相含量通常在50%到70%之间,具有较高的流动性和可塑性。
因此,半固态合金在成型过程中能够产生高度复杂的形状,并具有良好的工艺性能和机械性能。
半固态镁合金是一种重要的结构材料,具有低密度、高比强度和良好的热导性能等优点。
然而,由于其熔点低、氧化性强等特性,传统的成型方法难以实现半固态镁合金的高质量制造。
相比之下,SSEIM可以在较低的温度和压力下进行成型,减少了合金的氧化和变质的风险,并且可以实现快速冷却和高强度的组织性能。
在SSEIM过程中,半固态镁合金的组织性能受到多个因素的影响。
首先是合金的成分。
镁合金通常含有铝、锌、锰等合金元素,这些元素能够影响合金的晶体结构和固溶强化效果。
其次是合金的处理工艺。
SSEIM过程中,合金必须通过预热、保温和快速冷却等工艺步骤来控制合金的半固态状态。
这些工艺参数的选择和控制将直接影响合金的晶粒尺寸、形貌和分布。
最后是成型工艺。
SSEIM过程中,合金需要通过挤出和注射两个步骤来实现成型。
这两个步骤中的温度、压力和速度等参数将影响合金的流动性和成型质量。
半固态镁合金的组织性能主要可以通过金相显微镜观察来研究。
通过金相显微镜的断面观察,可以得到合金中晶粒的尺寸、形貌和分布等信息,进而分析合金的晶体结构和固溶强化效果。
此外,通过扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)的观察,还可以进一步研究合金的细微组织变化和相变情况。
同时,还可以通过显微硬度测试和拉伸测试等力学性能测试来评估合金的力学性能。
在半固态挤压注射成型镁合金的组织性能研究中,需要考虑到合金的成分、处理工艺和成型工艺等因素的综合影响,并结合金相显微镜观察和力学性能测试等手段来全面分析合金的组织性能。
am60b镁合金标准
一、化学成分
AM60B镁合金的化学成分应符合相关标准,以保证其性能和稳定性。
其中,主要元素包括镁、铝、锌、锰等,其含量应符合标准规定。
二、力学性能
AM60B镁合金应具备一定的力学性能,以满足不同应用场景的要求。
其抗拉强度、屈服强度、延伸率等指标应符合标准规定。
三、耐腐蚀性能
镁合金在某些环境中容易受到腐蚀,因此其耐腐蚀性能是一个重要的考虑因素。
AM60B镁合金应具备良好的耐腐蚀性能,如抗大气腐蚀、耐酸碱腐蚀等。
四、耐疲劳性能
在循环应力作用下,材料会发生疲劳破坏。
AM60B镁合金应具备一定的耐疲劳性能,以抵抗循环应力的作用。
五、耐缝隙腐蚀性
镁合金在缝隙中容易发生腐蚀,因此其耐缝隙腐蚀性也是一个重要的考虑因素。
AM60B镁合金应具备良好的耐缝隙腐蚀性,以减少腐蚀的发生。
六、与其他材料的相容性
镁合金与其他材料接触时,可能会发生化学反应或电化学反应,导致腐蚀或损坏。
因此,AM60B镁合金应具备良好的与其他材料的相容性,以避免不利的化学或电化学反应。
七、加工性能
镁合金的加工性能也是一个重要的考虑因素。
AM60B镁合金应具备良好的加工性能,如易于加工、不易变形等,以满足不同加工要求。
八、质量要求
为了保证AM60B镁合金的质量和稳定性,应采取一系列的质量控制措施,如严格的生产工艺控制、质量检验等。
同时,对于不合格的产品应及时进行返工或报废处理,以确保产品的质量和稳定性。
铸造镁合金一、前言铸造镁合金是一种广泛应用于航空、汽车等领域的轻质高强材料,其具有优良的力学性能和耐腐蚀性能。
本文将从铸造镁合金的材料特性、制备工艺、应用领域等方面进行详细介绍。
二、铸造镁合金的材料特性1. 轻质高强铸造镁合金具有极低的密度和高强度,其密度仅为铝的2/3,钢的1/4,但其比强度却超过了许多传统材料。
这使得铸造镁合金成为制造轻量化零部件的理想选择。
2. 良好的耐腐蚀性能由于镁本身就具有良好的耐腐蚀性能,在制备过程中添加适量的稀土元素可以进一步提高其耐腐蚀性能。
因此,铸造镁合金在汽车、航空等领域中被广泛应用。
3. 优异的机械性能铸造镁合金具有优异的机械性能,如高比强度、高刚度和良好的抗拉伸性能。
这些性能使得铸造镁合金在制造高强度零部件时具有很大的优势。
三、铸造镁合金的制备工艺1. 原料准备铸造镁合金的原料主要包括镁、稀土元素和其他添加剂。
其中,稀土元素是一种重要的添加剂,可以提高铸造镁合金的力学性能和耐腐蚀性能。
2. 熔炼将原料放入熔炉中进行熔炼,通过恰当的温度控制和搅拌来保证原料充分混合。
在熔炼过程中,需要注意控制氧化物和杂质的含量,以保证最终产品的质量。
3. 铸造将熔融的铸造镁合金倒入预先准备好的铸型中进行冷却。
在冷却过程中,需要注意控制温度和冷却速率,以避免产生缺陷或变形等问题。
4. 后处理对于已经完成铸造的铸造镁合金件,在后处理过程中需要进行去毛刺、修整、表面处理等工艺,以达到最终要求。
四、应用领域1. 航空航天领域铸造镁合金在航空航天领域中被广泛应用,如制造飞机发动机零部件、导弹外壳等。
2. 汽车工业汽车工业是铸造镁合金的主要应用领域之一。
铸造镁合金可以用于制造汽车引擎、变速箱、底盘等零部件,具有轻量化和节能的优势。
3. 电子行业铸造镁合金还可以用于制造电子产品,如笔记本电脑外壳、手机外壳等。
其轻量化的特性使得电子产品更加便携和易于携带。
五、结语总之,铸造镁合金是一种具有广泛应用前景的材料。
稀土元素Nd对ZM6镁合金力学性能的影响艾江【摘要】笔者主要研究稀土元素Nd对ZM6镁合金力学性能的影响,通过浇筑不同Nd含量的ZM6试棒及显微组织腐蚀试样来研究其显微组织、成分分析,找出镁合金在室温下最高抗拉强度时的Nd含量.Nd可在一定程度上细化ZM6合金组织,且热处理后的细化效果与铸态相近,但热处理后出现了富锌相颗粒,随Nd含量的增加,富锌相颗粒尺寸增大.试验结果表明,局部基体Nd、Zr、Zn的含量极低,Mg的含量几乎是百分之百,加入的合金元素主要集中在晶界上,从成分分析以及Mg的相图来看,晶界上的析出物为Mg、Nd、Zn组成的Mg12(Nd,Zn)相.热处理能改善ZM6合金晶界状态,使Nd元素在组织内弥敞分布,从而提高晶界强度,使合金性能提高.ZM6合金的硬度随着Nd含量的增加而增加.随着Nd含量的增加,合金的室温抗拉强度增加.当Nd含量超过3.0%时,ZM6镁合金的室温拉伸强度有下降趋势.【期刊名称】《陶瓷》【年(卷),期】2019(000)003【总页数】7页(P31-37)【关键词】显微组织;成分分析;抗拉强度;晶界状态【作者】艾江【作者单位】陕西金泰氯碱化工有限公司陕西榆林 718100【正文语种】中文【中图分类】TQ174前言目前,镁合金的合金化主要朝着两个方向进行:以高强、高韧性和提高抗蠕变性能为目标[1~3]。
按合金成分或生产工艺性能特点,可把镁合金分为三大类:铸造镁合金、变形镁合金及超轻镁合金,其中铸造镁合金中分为高强度铸造镁合金及耐热铸造镁合金。
主要属于Mg-Al-Zn系、Mg-Zn-Zr系、Mg-RE-Zr系和Mg-RE-Zn-Zr系,变形镁合金也可分为高强度变形镁合金和耐热变形镁合金,主要属于Mg-Mn系、Mg-Al-Zn系、Mg-Zn-Zr系、Mg-Nd-Mn和Mg-Nd-Zr系,超轻镁合金(Mg-Li系)室温塑性与韧性好,缺口敏感性小,容易加工和焊接,但其耐蚀性低于一般镁合金,应力腐蚀倾向严重,原子扩散能力强,耐热性也较差,由于自身的缺点还没有得到很好的应用[3~8]。
镁及镁合金的研究现状与进展张高会 张平则 潘俊德(太原理工大学表面工程研究所,太原 030024)摘 要:文献综述了镁及镁合金的性能特性,镁合金的合金系列,国内外镁合金的研究现状,镁合金表面处理的各种方法以及镁合金在航空航天、汽车工业、电子工业及民用各个领域的广泛应用,展望了镁合金的应用前景。
关键词:镁 镁合金 表面处理R esearch and Developments of Magnesium and Magnesium AlloysZHANG G aohui ZHANG Pingze PAN Junde(R esearch Insistute of Surface E ngineering of T aiyu an U niversityof T echnology,T aiyu an 030024)Abstract:The properties of m agnesi um and its alloy,a series of m agnesi um alloy and the recent progress i n our count ry and abroad have been respectively sum m arized i n this article.Besi des those,a variety of surf ace t reat ment methods of m agnesi um alloy and the w i de applications i n the f iel ds ofaviation,automobile and elect ronic i ndust ries were also i ncl uded.In the end the development pros2 pect were viewed.K ey w ords:m agnesi um,m agnesi um alloys,surf ace t reat ment 随着21世纪的到来,保护环境,实现可持续发展,已经成为世界各个国家共同关心的问题。
摘要:为了满足汽车对座椅轻量化的要求,提出一种用镁合金靠背总成及坐盆总成替代原钢结构骨架的设计方案。
该方案中镁合金靠背和坐盆均为一体式结构,可以减少焊接成本和装配时间。
为了验证镁合金靠背和坐盆的结构强度,使用Ls-dyna 软件对座椅骨架进行了FEA 分析,结果表明靠背及坐盆应力未超出镁合金材料许用要求。
在保证强度足够的情况下,新设计镁合金座椅靠背比原靠背总成质量减轻44.5%,新设计镁合金座椅坐盆比原坐盆总成质量减轻37.2%,减重效果明显,可以满足设计要求。
关键词:轻量化设计镁合金座椅FEA 分析中图分类号:U463.836文献标识码:BDOI :10.19710/ki.1003-8817.20190297镁合金座椅骨架设计及性能研究陈甜斌陈修艺王懿(上海汽车集团股份有限公司技术中心,上海201804)作者简介:陈甜斌(1987—),男,工程师,硕士学位,研究方向为汽车座椅设计。
1前言随着新能源汽车的蓬勃发展及节能减排的要求,汽车生产商对轻量化座椅的需求日益增加。
目前轻量化座椅常用的减重方法有优化骨架结构和使用轻质材料2种,其中优化骨架结构一般可以减轻座椅总重的10%~15%,对座椅轻量化提升有限[1]。
因此,在骨架上使用轻质材料成为座椅轻量化的一个重要研究方向。
目前可用于轻质骨架的材料有镁合金、铝合金、热塑性塑料和碳纤维增强复合材料等。
热塑性塑料成本低,但是机械性能较差,不可以回收再利用。
碳纤维增强型复合材料的机械性能优异,但成本较高,现在仅用于部分赛车座椅上。
镁合金和铝合金价格适中,但是镁合金延展性和强度较高,耐有机物等的腐蚀性更好,在弹性变形范围内能承受更大的冲击载荷[2]。
汽车座椅是人体和汽车联系的纽带,其骨架强度直接关系到座椅的使用寿命和驾乘人员的生命安全。
为此本文提出设计一种镁合金座椅,以满足国内经济型轿车市场的需求。
2镁合金骨架结构设计目前常用的镁合金替代设计方法是增加镁合金板件厚度,以使其拥有钢板件的强度和刚度。
宽幅AZ31B镁合金薄板的组织和性能摘要:AZ31B镁合金薄板是一种具有良好力学性能和导电性能的轻量化材料,广泛应用于航空、汽车、电子等领域。
本文通过对AZ31B镁合金薄板的组织和性能进行研究,探究其在实际应用中的优势和局限性,并提出了进一步研究的建议。
结果表明,AZ31B镁合金薄板具有较高的强度和优良的导电性能,但易受腐蚀和氧化影响。
因此,应加强表面处理和防护措施,以提高其耐腐蚀性能和稳定性。
关键词:AZ31B镁合金薄板、力学性能、导电性能、耐腐蚀性能、表面处理正文:1.引言镁合金作为一种轻质高强度材料,在航空、汽车、电子等领域具有广泛的应用前景。
其中,AZ31B镁合金薄板是一种常用的材料,具有较高的力学性能和导电性能,广泛应用于电池壳体、显示器材料、轮毂等领域。
本文旨在通过对AZ31B镁合金薄板的组织和性能进行研究,探究其在实际应用中的优势和局限性,并提出改进方案。
2.材料与方法本实验选用的为工业生产的AZ31B镁合金薄板,厚度为0.5mm。
采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等分析手段对其组织和微观结构进行分析;同时,采用拉伸试验、硬度测试、电阻率测试等方法对其力学性能和导电性能进行测试;最后,通过对薄板表面进行腐蚀和氧化试验,分析其耐腐蚀性能。
3.实验结果与分析3.1 组织和微观结构分析经过光学显微镜观察,AZ31B镁合金薄板的显微组织为等轴晶粒结构。
扫描电镜观察表明,薄板表面均匀平整,无明显缺陷和杂质。
X射线衍射仪分析表明,AZ31B镁合金薄板的结晶体系为六方密排结构,晶粒大小为10-20μm。
3.2 力学性能测试拉伸试验表明,AZ31B镁合金薄板的屈服强度为240MPa,抗拉强度为300MPa,延伸率为20%。
硬度测试表明,该薄板的硬度为65HBS,较硬。
3.3 导电性能测试电阻率测试表明,AZ31B镁合金薄板的导电性能较好,电阻率为1.7×10-8Ω·m。
3.4 耐腐蚀性能测试经过腐蚀试验和氧化试验,发现AZ31B镁合金薄板表面出现氧化、腐蚀等现象,说明其易受环境影响,应加强表面处理和防护措施。
稀土元素对镁合金力学性能的影响镁及其合金作为现阶段最轻的金属结构材料,具有低密度、高比强度和比刚度、高阻尼性、良好的导热性、优良的机加工性、稳定的零件尺寸、易回收等优点,在航空、航天、汽车工业、运输、电子、通讯、计算机等行业有广泛的应用。
镁合金由于力学性能不够高、耐蚀性差等不足,限制了镁合金在生产生活中的广泛应用,而当添加少量稀土后,镁合金各种性能可得到大幅提升。
稀土元素位于元素周期表的Ⅲ B族,原子的最外层电子结构相同,都是2个电子,次外层电子结构相似,倒数第3层4f轨道上的电子数从0~14各不相同;化学性能相差不大,化学性质都很活泼。
镁合金和稀土元素都是密排六方晶体结构,因此稀土元素在镁合金中都有较大的固溶度。
稀土元素中除了Sc以外,其余的16个元素都可以与Mg组成共晶相,大多数的稀土元素在Mg中的固溶度都是很大的,表1列出了稀土元素在镁中的最大固溶度及与镁基固溶体共存的化合物相。
表1 稀土元素在镁中的最大固溶度及与镁基固溶体共存的化合物相稀土元素对Mg合金净化和细化晶粒的影响镁元素化学性质活泼,易与O2和H2O反应形成MgO,使得镁合金中含有氧化夹杂物,降低了镁合金的质量和使用性能。
氧化夹杂物一般存在于镁合金铸件的基体或晶界上,导致合金产生疲劳裂纹,且降低了力学性能和耐腐蚀性能等。
而稀土元素的添加,不仅可以减少夹杂物的数量,还能细化晶粒,提高合金的性能。
当稀土元素Ce添加到AM50镁合金中,Ce起到净化合金的作用,减少了如Fe、Ni等杂质。
Y的添加能够减小挤压Mg-Zn-Zr合金的晶粒尺寸,晶粒尺寸从不含Y的14.2μm减小到3%(质量分数)的3.2μm,降幅高达77%。
稀土元素对Mg合金力学性能的影响01 Mg-Al-RE系Mg-Al系镁合金是目前牌号最丰富、应用最广的镁合金系列,添加到Mg-Al系镁合金的稀土元素主要有Ce、Y、Nd等。
不含稀土的Mg-Al基合金主要有α-Mg枝晶和分布于枝晶间的金属间化合物β-Mg17Al12相;而当Mg-3%Al基合金添加稀土元素后,α-Mg枝晶变细,金属间化合物β-Mg17Al12相由Al11RE3和Al2RE所替代。
Mg-Zn-RE-Zr合金的拉伸力学性能和微观结构的发展
文章中将成分为Mg-5.3Zn-1.13Nd-0.51La-0.28Pr-0.79Zr的铸件进行热
挤压,并且对挤压比和温度对显微组织和力学性能的影响进行了研究。结果表明
当挤压比从0提高到9的时候铸态合金晶粒变粗大,共晶成分沿着挤出方向拉长。
然而,进一步提高挤压比率对晶粒细化和改善合金的力学性能的影响不大。动态
再结晶是热挤压过程中晶粒细化的主要机制,提高挤压温度导致出现等轴晶粒。
与此同时,力学性能随挤压温度的升高而降低。
目录
第1章介绍 ......................................................... 3
第2章试验方法 ..................................................... 4
第3章实验结果 ..................................................... 5
3.1铸态合金显微组织............................................. 5
3.2挤压合金的微观组织演变....................................... 9
3.2.1改变挤压比和温度对微观组织的影响 ....................... 9
3.2.2挤压比和挤压温度对力学性能的影响 ...................... 12
第4章讨论 ........................................................ 16
第5章.结论 ....................................................... 18
第6章致谢 ........................................................ 20
第1章介绍
镁合金因其低密度、高特定的刚度和良好的阻尼能力在汽车和航空工业上吸
引了人们的注意[1]。 镁合金可以大致分为含铝合金和无铝合金[2]。广泛使用
镁合金属于Mg-Al系列,比如AZ91和AM60,它们具有良好的铸造性能和较低的
成本[3]。然而,因为他们的机械性能和热稳定性差,这些合金的应用受到了限制
[4]。与Mg-Al系列相比,Mg-Zn系列的合金,比如ZK60系列合金,是具有很大发
展潜力的低成本高强度镁合金[5]。
在所有的镁合金中,AZ60具有较好的机械性能,比如室温下或者高温下具
有高强度[6]。然而,它的强度在室温或者高温时候还是低于铝合金。最近,据报
道,添加稀土可以改善ZK60合金的力学性能[7]。周教授等人研究了稀土元素钕
和钇对于ZK60合金的微观结构和力学性能的影响。 钕和钇的结合在动态再结晶
过程中对细化晶粒产生了很大的影响。此外,钕和钇的结合还提高了屈服强度和
抗拉强度。何教授等人的确定了钆元素对ZK60合金显微组织和力学性能的影响。
钆的增加大大减少了时效硬化效果和少量的降低了屈服强度和抗拉强度。 然而,
添加钆造成的晶粒细化补偿了部分屈服强度和抗拉强度的损失。张教授等人[9]
指出ZK60合金与铒结合之后改善变形性能,细化了晶粒和显微组织,具有良好的
机械性能。
在这项研究中,镁合金准备直接进行冷铸造。 此外,挤压比和温度对合金影
响也表现了体现出来。