您当前所在位置:首页 > 论文 > 工学论文 > 材料工程学论文

论镁合金性能与熔炼的探究

编辑:

2015-10-21

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

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,由于使用熔剂,使得产生熔剂夹杂倾向大,它将成为镁合金铸件腐蚀源。因此,防止这两种夹杂物是一个突出的问题。为了防止镁液与大气的反应,在熔炼的过程中,始终要有覆盖剂保护着,为了去除镁液中的氧化物杂质,要撒入足够量的精炼剂进行精炼,精炼过程中使镁液产生平稳的循环流动,保证精炼剂能充分吸附夹杂物,而后沉淀在坩埚底部。为了提高性能,采取细化晶粒处理。不同类行的镁合金细化处理不同。最好在细化晶粒前后进行两次精炼。

镁合金熔剂通常选用熔点低、密度小、粘度适中、化学性能稳定的盐,目前普遍使用的熔剂为无水光卤石(MgCl2—KCl)添加一些氟化盐和氯化盐。熔炼时熔剂熔化成液态在镁合金液表面均匀铺开形成连续完整的覆盖层,阻止镁合金与空气中的氧气及水发生反应。熔剂在使用过程中会产生大量的刺激性气体(如HCl、Cl2等),并易造成熔剂夹杂,使合金的力学性能和耐蚀性下降。目前熔剂保护法在国外的应用日渐减少。

编辑老师为大家整理了镁合金性能与熔炼的探究,希望对大家有所帮助。

相关推荐:

试论水利工程堤坝防论文  

浅谈机床电气控制线路论文 

免责声明

精品学习网(51edu.com)在建设过程中引用了互联网上的一些信息资源并对有明确来源的信息注明了出处,版权归原作者及原网站所有,如果您对本站信息资源版权的归属问题存有异议,请您致信qinquan#51edu.com(将#换成@),我们会立即做出答复并及时解决。如果您认为本站有侵犯您权益的行为,请通知我们,我们一定根据实际情况及时处理。