育儿

镁课堂79快速凝固变形镁合金的组织与性能

2019-04-10 21:50:35来源:励志吧0次阅读

快速凝固镁合金是在非平衡状态下凝固的,与常规铸造镁合金锭的组织相比有着显着的差异,因而其性能也有很大的不同。

组织特征

合金化元素固溶度扩大

采用快速凝固法制备镁合金时,合金化元素在镁中的固溶度可以显着扩大,冷却速度越高,固溶度也越大,稀土元素、Y、Ca、Sr和大部分过渡族元素固溶到镁中可以大幅度降低c/a比值,扩大-Mg的固溶度范围,极大地提升合金的塑性,c/a比值的减小可以激活新的滑移系,例如Li含量达到8at.%时合金的c/a值可达1.618,因而合金的塑性大为提高。

形成新相

在快速凝固的镁合金中可以产生新的亚稳相:在Mg-Sn、Mg-Si合金中可形成新的面心立方晶格相;在Mg-Ca、Fe、Co、Ni、Cu、Zr、Ga、Sb、Au、Bi等的二元合金可形成非晶相;在容易形成非晶相的Mg-Ni及Mg-Cu二元合金中加入第三组元Ag、Zn、Al、Sn、Pb、Sb、Ca等元素,可以获得更宽的非晶相形成区。

日本科学家在研究快速凝固三元Mg合金时形发出了具有很高抗拉强度,高的高温度度、高应变速率超塑性和高热稳定性的Mg97Zn,Y2合金小孩玩具
,抗拉强度Rm=610N/mm2,伸长率A=5%吸顶灯批发
,因为它的-Mg晶粒细小(0.1m~0.2m),且其中有大量的纳米级(约7nm)弥散相Mg24Y5化合物粒子。

细化晶粒

快速凝固可以显着细化镁及镁合金的晶粒,减少甚至消除成分偏析,生成细小弥散的沉淀相并均匀地分布于晶界及晶粒内,从而大幅度提高材料的力学性能。快速凝固镁合金的晶粒组织形貌决定于合金特性、快速凝固工艺及产品形状与尺寸。

快速凝固镁合金过饱和固溶体在加热(热处理及热加工)过程中发生分解田园管理机
,形成细小弥散的析出相。例如雾化法制备的Mg-Si和Mg-Ba合金会分别生成Mg2Si和Mg2Ba质点:用旋转法制备的含Si、Y或Ca的Mg-Al和Mg-Zr-Al合金的晶粒尺寸为0.4m~1.5m,其薄带经破碎与挤压成形后,基体中有Mg3Zr或Mg17Y弥散颗粒形成,而且在挤压过程中未见粗化,材料有很高的抗拉强度,Rm=576N/mm2。

力学性能

快速凝固工艺极大地改善了镁合金的力学性能,其比抗拉强度(Rm/p)比铸锭冶金(I/M)镁合金及铝合金的高40%~60%;压缩屈服强度与拉伸屈服强度的比值(CYS/TYS)由0.7上升到大于1.1,比拉伸屈服强度(Rp0.2/p)超过铸锭冶金镁合金及铝合金的52%~98%,比压缩屈服强度则超过45%~230%;伸长率为5%~15%,热处理后可上升到22%。与铝合金相比,快速凝固镁合金在100℃具有优良的塑性变形能力或超塑性,由于晶粒细小,材料的疲劳强度为铸锭冶金合金的2倍。铸锭冶金镁合金与快速凝固合金力学性能的比较见图。

与常规镁合金相比,快速凝固镁合金的室温强度、延展性、高温力学性能与化学性能都有明显提高,它们的热稳定性也有很大提高,快速凝固Mg-(5~8)at.%Al-(1~2)at.%Zn-(0.5~2)at.%X(X=pr、Nd、Ce、Y)就是这样一个杰出的镁合金。

更多有色金属行业请访问:中冶有色技术()

()

分享到: