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鎂課堂:(九十二)組織細密的鎂-鋅-鋯系合金

2017年07月18日 9:15 7767次瀏覽 來源:   分類: 鎂資訊   作者:

  有些鎂合金可只進行固溶處理,也有一些可只進行人工時效處理,但大多數必須進行固溶與人工時效處理。有些鎂合金經固溶-淬火處理后不進行時效也可以具有高的力學性能。由于鎂合金中原子擴散速度慢、固溶處理時間長才能保證強化相充分固溶。砂型厚壁鑄件保溫時間最長,薄壁鑄件的次之,加工材的最短。
  Mg-Al-Zn系合金中的Al12Mg17經固溶處理溶入Mg基體中,合金的力學性能有較大提高。但是含有稀土元素的鎂合金如AM60B合金的化合物Al11RE3和Al10Ce2Mn7在固溶處理時即使在470℃保50h也不固溶,只有A12Mg17溶入α(Mg)基體中,強度升高小,固溶處理效果低。只進行時效處理的即為F狀態(tài)處理到T5狀態(tài)的時效規(guī)范見表1。

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  人工時效處理
  有些鎂合金在鑄造與加工后,不進行固溶處理而是直接進行人工時效,這種工藝很簡單,時效效果也不低。Mg-Zn在熱加工后在固溶處理時晶粒會粗化,長得大大的,而且不均勻,從而在加工后直接人工時效,也可以獲得獲得所需的強化效果。
  重復熱處理
  鎂合金很少進行重復熱處理,不過若鑄件熱處理后顯微組織中未固溶的化合物過多,或者在固溶處理后的緩冷過程中出現了過時效現象,就須進行二次熱處理。在二次熱處理加熱時,鎂合金晶粒通常不會長大。不過為了防止Mg-Al-Zn系合金晶粒在二次加熱時的過分長大,固溶處理保溫時間不宜長于30min,若在前次熱處理時,鑄件厚截面部分中的強化相未全部固溶不受此限制。
  氫化處理
  氫化處理是鎂合金的一種特殊處理工藝,可以顯著提高Mg-RE-Zr合金的力學性能。在此合金中,粗大的塊狀Mg-RE-Zn-Zr化合物呈網狀分布于晶界,十分穩(wěn)定,既很難溶解也不易破碎。若這類合金在約480℃的H2氣氛中進行固溶處理,H2會沿著合金晶界向內部擴散,與偏聚于晶界上的MgZnRE化合物中的RE發(fā)生反應,生成不連續(xù)的稀土氫化物顆粒。由于H2不與Zn發(fā)生反應,從RE從MgZnRe相中分離出來,被還原Zn原子溶于α(Mg)固溶體中,增大了Zn在固溶體中的過飽和度。Mg-Zn-RE-Zr合金時效后在晶粒內部形成了微細的針狀沉淀物β''或β',且不存在顯微疏松,因而合金的力學性能得到全面大幅度提高。表2列舉了ZM8合金氫化處理前后的力學性能。

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  由于H2在α(Mg)固溶體中的擴散速度很小,因此,厚壁Mg-Zn-RE-Zr合金鑄件氫化處理時間很長。例如氫在480℃、0.1N/mm(1atm)氣氛中在ZE63合金鑄件中的擴散速度僅0.25mm/h,ZE63合金的成分為:5.8%Zn、2.5%RE、0.7%Zr,與ZM8合金的相當。提高H2的壓力可使其擴散速度加快,但是氫化物的形成速度很慢,所以氫化處理是一個很費時的處理工藝,生產成本較高,不適宜處理厚大鑄件。

責任編輯:淮金

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