新型耐熱鑄造鎂合金

1 鋁鎂合金、鈦鎂合金、硅鎂合金性能及 成分分析 一、鎂合金性能分析及化學(xué)成分 鎂合金常用的合金化元素是鋁和鋅。鋁的合金化能提高 合金強(qiáng)度及鑄造性能。鋅也能提高合金的鑄造性能。鑄造性 能壓鑄鎂合金的鋁含量須＞3%，鋅含量＜2%，否則容易產(chǎn)生 裂紋。mg-an-mn系的合金az91（含鋅）和am60b（不含鋅） 是室溫使用的主要壓鑄鎂合金。目前az及am這兩種系列合 金占鎂汽車結(jié)構(gòu)件的90%，但它們在150℃以上時(shí)其強(qiáng)度顯 著下降。為改善合金在150℃以上的抗蠕變能力，現(xiàn)已開發(fā) 了as41a合金（4.3%al,1%硅，0.35%錳），該合金的蠕變強(qiáng) 度在170℃范圍內(nèi)，同時(shí)具有較好的伸長率，屈服強(qiáng)度和極 限抗拉強(qiáng)度，由于含鋁量較低，as41a要求較高的鑄造溫度。 利用稀土元素對mg-al基合金強(qiáng)度及蠕變抗力的有利影響而 開發(fā)了mg-al-稀土合金。

鋁鎂合金鈦鎂合金硅鎂合金性能及成分分析

歐洲專利ep1757709中公布了一種德國技術(shù)人員研制的al-mg-si系鑄造合金。該合金中除al外,主要含mg和si元素,合金中所含的其它元素(質(zhì)量分?jǐn)?shù))包括:0.1%～1%mn、fe≤1%、cu≤3%、ni≤2%、cr≤0.5%、co≤0.6%、zn≤0.2%、ti≤0.2%、zr≤0.5%、be≤0.008%、v≤0.5%,合金中雜質(zhì)的總含量不超過0.2%。該合金具有高的熱疲勞強(qiáng)度,能夠用來制造需要承受熱和機(jī)械載荷的結(jié)構(gòu)件,特別是壓力鑄造零部件,例如發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱等。

采用anycasting鑄造模擬軟件,分別模擬了金屬型傾轉(zhuǎn)鑄造鋁合金和鎂合金進(jìn)氣歧管工藝,并對其流動(dòng)模式和釋放熱量進(jìn)行了比較。鎂合金熔液在整個(gè)充型過程中完全屬于層流流動(dòng),鋁合金熔液也屬于層流流動(dòng)。模擬結(jié)果顯示鋁合金與鎂合金進(jìn)氣歧管的冷卻曲線變化趨勢基本一致,但鎂合金熔液比鋁合金熔液冷卻時(shí)間更長。

鑄造鋁鎂合金的應(yīng)力腐蝕 0 羅兵輝　柏振海 (中南工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程系,長沙,410083) 謝紹俊　周　華　周東海 (西南鋁加工廠,重慶,401326) 摘　要　用恒伸長速率試驗(yàn)和電鏡,研究了不同鎂含量的鋁鎂鑄造合金在310%nacl水溶液中的應(yīng)力腐蝕行為. 研究結(jié)果表明,鎂含量增加,合金的強(qiáng)度增加,應(yīng)力腐蝕敏感性增大,低鎂且添加一定的硅的鋁鎂合金經(jīng)t4處理, 具有較高的機(jī)械性能及較好的抗應(yīng)力腐蝕性能.m(mg)∶m(si)>1173時(shí),合金中過剩mg在晶界上偏聚,加速應(yīng) 力腐蝕過程. 關(guān)鍵詞　鋁鎂合金;應(yīng)力腐蝕;晶界偏析;氫脆 分類號(hào)　tg1131231 　　鑄造鋁合金耐蝕、密度小,具有良好機(jī)械性能, 是日益發(fā)展的船舶工業(yè)的重要結(jié)構(gòu)材料.鋁鎂合金 是一種高耐蝕材料,同時(shí)兼

高溫鑄造鎂合金的研究與應(yīng)用

鎂合金犧牲陽極是適用于對在土壤、淡水及海水等介質(zhì)中工作的金屬(主要是鋼質(zhì))設(shè)施進(jìn)行陰極保護(hù)用的一種特殊的電化學(xué)功能材料,其用途越來越廣泛。本文介紹了鑄造和擠壓鎂合金犧牲陽極材料的一些基本特點(diǎn)、新的鎂陽極產(chǎn)品類型,并對鎂陽極制造與應(yīng)用中的一些最新進(jìn)展情況作了探討。

鈦合金與鎂合金

第七章鎂合金壓鑄缺陷67 第七章鎂合金壓鑄缺陷 7.1缺陷分類 鎂合金壓鑄缺陷主要區(qū)分為三種類型。分別為表 面缺陷、形狀缺陷與內(nèi)部缺陷。各種缺陷常見的表象 如下： 1.表面缺陷：表面缺陷包括 ˙裂紋˙起泡 ˙縮陷˙變色 ˙冷接紋˙拉模 ˙流紋˙黏模 2.形狀缺陷：形狀缺陷包括 ˙毛邊 ˙充填不良 ˙變形與翹曲 ˙尺寸不良 3.內(nèi)部缺陷 ˙夾雜 ˙連續(xù)孔 ˙縮孔 ˙氣孔 7.2表面缺陷 7.2.1裂紋 7.2.1.1缺陷的外觀 裂紋是鑄件的平滑表面上產(chǎn)生了不規(guī)則線狀的縫 隙，它深入鑄件內(nèi)，有時(shí)甚至穿透整個(gè)鑄件。較常見 的裂紋有兩種，一種是受外力破壞而產(chǎn)生的破壞裂紋 ，另一種是鑄件收縮時(shí)產(chǎn)生的收縮裂紋。收縮裂紋通 常沿著晶粒界面而行，其顏色在顯微鏡下顯得有點(diǎn)黯 淡。而破壞裂紋則可能穿透晶粒破壞，其顏色在顯微 鏡下顯得光亮。 7.2.

高速凝固粉末冶金鋁-鐵耐熱合金是隨著高溫合金的研發(fā)而形成的一類新型合金。其中,al-fe-ce合金的抗腐蝕能力在降低工作成本方面很有潛力,而al-fe-v-si系合金具有室溫和高溫下強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性好、抗蠕變能力強(qiáng)、剛度大和強(qiáng)化相粗化率小等特點(diǎn),在航空航天工業(yè)與汽車工業(yè)有著廣闊的應(yīng)用前景。

以某鋁鎂合金支架為研究對象,深入分析了該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特征、材質(zhì)特點(diǎn)、產(chǎn)品技術(shù)要求。并結(jié)合金屬型低壓鑄造理論,對其金屬型鑄造工藝進(jìn)行了合理的設(shè)計(jì)。實(shí)踐證明,該工藝不僅生產(chǎn)效率及成品率高,而且鑄件質(zhì)量穩(wěn)定,為企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

采用金屬型重力鑄造方式,借助有限元分析軟件模擬了鎂合金管接頭鑄件的充型和凝固過程。對鑄件的充型過程,溫度場變化及可能產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行了分析,并依據(jù)分析結(jié)果對工藝進(jìn)行了改進(jìn)。

針對輻射管式鎂合金熔爐的傳熱特性,建立了基于多層復(fù)合壁等效熱網(wǎng)絡(luò)的熔爐一維穩(wěn)態(tài)傳熱模型,該模型反映了熔體溫度與爐膛溫度的關(guān)系。分析比較了傳熱模型的理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并對其產(chǎn)生差異的影響因素及改進(jìn)方向提出建議。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該數(shù)學(xué)模型對控制策略的設(shè)計(jì)和選擇、以及熔體溫度的預(yù)測具有實(shí)用價(jià)值。

采用低壓鑄造法制備了汽車用mg-al-ca-si-y-mn新型抗蠕變鎂合金,并進(jìn)行了顯微組織、物相、拉伸性能和抗蠕變性能的測試與對比分析。結(jié)果表明,該合金中除絕大部分的α-mg相外,還檢測出少量的mg17al12、mg2si和mg2ca相;鑄錠在距離鑄錠中心不同距離處的組織和化學(xué)成分均勻;在距鑄錠中心300mm范圍內(nèi)的室溫抗拉強(qiáng)度在272~274mpa、室溫伸長率在10.3%~10.6%,經(jīng)300℃、5.5mpa、120h高溫蠕變的最大蠕變變形量在0.28%~0.3%,該低壓鑄造汽車用新型鎂合金具有較佳的拉伸性能和抗蠕變性能。

以某鎂合金汽車輪轂為研究對象,運(yùn)用專業(yè)鑄造模擬分析軟件,進(jìn)行低壓鑄造數(shù)值模擬,研究了填充和凝固過程中溫度場的分布,預(yù)測了在此過程可能出現(xiàn)的缺陷。模擬結(jié)果顯示,輪轂中心部位也可能產(chǎn)生縮松,并發(fā)現(xiàn)通過降低或者提高充型速度并不能有效解決問題,通過在模具上模增加局部冷卻水道,能夠較好地改善整體冷卻順序,有效減小輪轂中心的縮松現(xiàn)象。

為了預(yù)測鎂合金輪轂低壓鑄造過程中可能產(chǎn)生的缺陷,利用三維建模軟件對鎂合金輪轂進(jìn)行數(shù)值建模并通過procast模擬軟件對鎂合金輪轂的充型和凝固過程進(jìn)行模擬分析。由于加壓速度的快慢,對鑄件充型的平穩(wěn)性有很大影響,并且熱節(jié)及孤立熔池部位極易產(chǎn)生縮孔縮松缺陷,因此對鎂合金輪轂鑄造過程的加壓速度及溫度場、流場進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明,通過降低加壓速度能夠很大限度地減少在澆注過程中所產(chǎn)生的氣孔和縮孔縮松及氧化夾雜缺陷,對于輪輻處產(chǎn)生的熱節(jié),可以對該部位進(jìn)行激冷處理,使其優(yōu)先凝固,進(jìn)而改善了鑄件的質(zhì)量。

運(yùn)用mg合金表面熱噴涂純al提高鎂耐蝕性能的方法,研究了熱噴涂方式、擠壓溫度、擠壓比等3種因素對防腐al涂層在mg基體上結(jié)合強(qiáng)度的影響.用拉伸試驗(yàn)機(jī)、光學(xué)顯微鏡,對實(shí)驗(yàn)試樣進(jìn)行性能測試和形貌觀察.研究結(jié)果表明:在400℃擠壓時(shí),在al涂層和mg基體之間有新相生成;在370℃擠壓時(shí),隨著變形程度的增加,al涂層和mg基體的結(jié)合強(qiáng)度先降低后升高;相比電弧噴涂,火焰噴涂獲得高致密度的al涂層,且al涂層與mg基體的結(jié)合強(qiáng)度更高.

歐洲專利ep1847626中公布了一種日本技術(shù)人員研發(fā)的新型耐熱鑄造鎂合金。該合金的主要化學(xué)成分的分?jǐn)?shù)為：5%-9%al,1%-5%cu,2.0%zn,0.01%be,其余是mg。該合金中不含稀土添加劑,并且可以通過調(diào)整cu元素的加入量來保持合金的抗腐蝕能力。為進(jìn)一步提高該合金的抗腐蝕能力,還可以向合金中添加mn元素,加入的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%-1.0%。該合金的標(biāo)準(zhǔn)合金成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：8%al,1.5%cu,0.5%mn,2.0%zn,0.01%be。

在選擇門類產(chǎn)品時(shí)，材料的選擇是一個(gè)重要的考量因素。鋁鎂合金和鈦鎂合金門都是市場上常見的門類材質(zhì)，它們各自具有不同的特性。這兩種材質(zhì)的門進(jìn)行比較，探討它們的差異以及其它相關(guān)特性。

為了延長建筑材料的使用壽命,國外最近開發(fā)了一種zn—4.5%al—0.1%mg合金鍍板.這種鋼板一出現(xiàn)便顯示出強(qiáng)大的競爭力.它具有在不同環(huán)境下的優(yōu)良抗蝕性能,并且優(yōu)于常規(guī)鍍鋅鋼板的鍍層附著力。根據(jù)長期暴露試驗(yàn)得出的結(jié)論如下:

美國專利us200866833中公布了一種新型al-zn-mg-cu鑄造合金。該合金的成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：3．5％-5．5％zn，l％-3％mg，0．5％-1．2％cu，0-1％si，0-0．3％mn，0-0．3％fe，其余是al和微量的雜質(zhì)。這種al合金強(qiáng)度較高，并且在高腐蝕性環(huán)境中和拉伸條件下具有良好的抗應(yīng)力腐蝕斷裂性能，適用于汽車和航空制造業(yè)。

鋁合金窗紗作為一種新穎的窗紗材料已經(jīng)廣泛用于海洋養(yǎng)殖、建筑業(yè)等,特別是對氣候潮濕、昆蟲為害的東南亞各國其作用更加突出。目前,我國對外三大貿(mào)易口岸出口的窗紗遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國際市場的需求。窗紗用鋁合金材料,國內(nèi)外絕大部門生產(chǎn)廠采用的多為鋁鎂合金(美國為5356合金,國內(nèi)的lf_3等),其強(qiáng)度較高,但塑性較差,