镁合金的分类及特点(共3页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上镁合金的分类及特点1.2.1镁合金的分类镁合金是以金属镁为基体,通过添加一些其它的元素而形成的合金,镁合金中添加的合金元素主要有Al、Zn、Mn、Si、Zr、Ca、Li以及部分稀土族元素等10,一般说来镁合金的分类依据有以下三种:合金化学成分、成形工艺和是否含锆。镁合金按合金化组元数目可分为二元、三元和多元合金体系。常见的镁合金体系一般都含有不止一种合金元素。但在实际中,为了分析方便,简化和突出合金中主合金元素的作用,可以把镁合金分为 Mg-Mn、Mg-Al、Mg-RE、Mg-Th、Mg-Li 和 Mg-Ag 等合金系列11。按合金中是否含锆,镁合金可划分为含锆和不含
2、锆两大类。最常见的含锆镁合金系列为:Mg-Zn-Zr、Mg-RE-Zr、Mg-Th-Zr、Mg-Ag-Zr 系列。不含锆镁合金有:Mg-Zn、Mg-Mn和Mg-Al系列。目前应用最多的是不含锆压铸镁合金 Mg-Al 系列。含锆和不含锆镁合金中均既包含着变形镁合金,又包含着铸造镁合金。锆在镁合金中的主要作用就是细化镁合金晶粒。含锆镁合金具有优良的室温性能和高温性能。遗憾的是Zr不能用于所有的工业合金中,对于 Mg-Al 和 Mg-Mn 合金,由于冶炼时Zr与Al及Mn形成稳定的化合物,并沉入坩埚底部,无法起到细化晶粒的作用12。按成形工艺镁合金可分为两大类,即变形镁合金和铸造镁合金。变形镁合金是
3、指可用挤压、轧制、锻造和冲压等塑性成形方法加工的镁合金。铸造镁合金是指适合采用铸造的方式进行制备和生产出铸件直接使用的镁合金11。变形镁合金和铸造镁合金在成分、组织和性能上存在着很大的差异。目前,铸造镁合金比变形镁合金的应用要广泛,但与铸造工艺相比,镁合金热变形后合金的组织得到细化,铸造缺陷消除,产品的综合机械性能大大提高,比铸造镁合金材料具有更高的强度、更好的延展性及更多样化的力学性能13。因此,变形镁合金具有更大的应用前景。1.2.2 主合金元素的作用 根据镁合金的强化效果,其合金的元素可以分为三类14,15:1)既提高强度又提高韧性的合金元素,按作用效果顺序为:强度标准:Al、Cn、Ag
4、、Ce、Ga、Ni、Cu、Th;韧性标准:Th、Ga、Zn、Ag、Ce、Ca、Al、Ni、Cu;2)强化能力较低,提高韧性的元素:Cd,Ti和Li;3)强化效果较好,但使韧性降低的元素:Sn、Pb、Bi和Sb。1.3 Mg-Zn-RE系合金的研究现状1.3.1 Mg-Zn系合金纯粹的Mg-Zn二元合金在实际中几乎没有得到应用,因为该合金的铸造性差,合金组织粗大,容易出现偏析和热裂等铸造缺陷,对显微疏松非常敏感。但Mg-Zn合金有一个最为明显的优点,就是可以通过时效处理来提高合金的强度。所以该合金的进一步的发展就是寻找新的合金添加元素,达到细化晶粒,使组织均匀化,减少合金显微疏松1,16,17。
5、在Mg-Zn合金中加入Cu元素,会使合金的韧性和时效硬化明显增加,这是因为Cu元素能提高Mg-Zn合金的共晶温度,因而可在较高的温度固溶,使更多的Zn、Cu溶于合金中,增加了合金随后的时效强化效果16。Mg-Zn合金中引入Cu元素的缺点是导致合金的耐蚀性降低;Zr是对Mg-Zn系合金最为有效的晶粒细化元素,在Mg-Zn合金中加入Zr元素会使粗大的晶粒得到细化。这类合金均属于时效强化合金,一般都在固溶+时效或者直接时效的状态下使用,具有较高的抗拉强度和屈服强度18。然而,这类合金的不足之处是对显微疏松比较敏感,焊接性能差,解决的办法就是在适当的加入RE元素。这样就能得到组织晶粒被细化,形成显微疏
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