鎂合金AZ80S的缺點(diǎn)
1.易燃性。Mg與O在高溫下甚至是固態(tài)條件下,均易發(fā)生化學(xué)反應(yīng),放出大量熱,且生成的氧化鎂膜層導(dǎo)熱性能不好,熱量不能擴(kuò)散,繼而促進(jìn)了氧化反應(yīng)的不斷進(jìn)行,形成了惡性循環(huán);而且氧化鎂膜層致密度小,且疏松多孔,不能有效阻隔空氣中氧的侵入。所以鎂合金的熔煉在熔劑覆蓋下或在sO2、Co2或SFO保護(hù)氣氛的保護(hù)下進(jìn)行熔煉。
2.室溫塑性差。鎂屬于密排六方晶體結(jié)構(gòu),因此鎂的塑性變形主要依賴滑移與李生的協(xié)調(diào)進(jìn)行。在室溫條件下,鎂的滑移僅在滑移面與拉力方向相傾斜的某些晶體內(nèi)發(fā)生,因此滑移將會(huì)受到地限制,而且在這種取向下很難發(fā)生李生,所以晶體很快就會(huì)出現(xiàn)脆性斷裂。在溫度超過250℃時(shí),鎂晶體中的附加滑移面就開始產(chǎn)生作用,塑性變形能力也相應(yīng)變強(qiáng)。
3.耐蝕性差。鎂的化學(xué)活性很高,其平衡電位也很低,與Fe、Cu等金屬接觸時(shí)易發(fā)生電化學(xué)腐蝕,充當(dāng)陽極作用。在室溫下,鎂表面與空氣中的氧易發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成較薄氧化鎂膜層,且氧化鎂膜層比較疏松,其致密系數(shù)儀為0.79,即鎂氧化后生成的膜層體積縮小,因此耐蝕性很差。
4.高溫強(qiáng)度特別是高溫抗蠕變性能較差?,F(xiàn)在常用的鎂合金的使用溫度一般不超過120℃,這一缺點(diǎn)將無法滿足在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)等關(guān)鍵部件的性能要求(這些部件的工作溫度都在150℃以上),從而限制了鎂合金在汽車行業(yè)的應(yīng)用。因此,開發(fā)具有良好高溫性能的新型低成本鎂合金成為鎂合金研究的一個(gè)。
變形鎂合金的成型技術(shù)
鎂合金的塑性加工技術(shù)可根據(jù)變形過程的應(yīng)力一應(yīng)變狀態(tài),分為擠壓成形、軋制成形、鍛壓成形和板料沖壓成形等。
①擠壓
擠壓是指對(duì)放置在盛錠筒中錠坯施加壓力,使之通過??讛D出,以實(shí)現(xiàn)變形強(qiáng)化與成形的一種壓力加工方法,擠壓變形能夠細(xì)化晶粒組織,提高合金的強(qiáng)度和韌性。通過擠壓變形,可對(duì)塑性性能較差的鎂合金進(jìn)行塑性變形,獲得細(xì)晶高強(qiáng)的鎂合金材料。
鎂合金擠壓產(chǎn)品的力學(xué)性能不僅與合金的成分有關(guān),還與鑄錠均勻化處理、擠壓溫度、擠壓速度、擠壓比等重要參數(shù)有關(guān)系。
通過對(duì)鎂合金進(jìn)行鍛造成形,使其鍛件能夠達(dá)到同其他金屬一樣尺寸精度。
鎂合金的鍛造的特點(diǎn)是:對(duì)應(yīng)變速率敏感、流動(dòng)性差、鍛造溫度范圍窄、容易產(chǎn)生合金軟化、導(dǎo)熱性好。細(xì)化晶粒是提高鎂合金的鍛造性能的一個(gè)重要途徑。為了鎂合金較高的加工塑性以及產(chǎn)品的力學(xué)性能,大多數(shù)情況下采用擠壓坯料。在鍛造大尺寸模鍛件時(shí),由于擠壓坯料的獲得困難,可以采用鑄造坯料進(jìn)行鍛造。
板料沖壓成形采用的鎂合金板材需要具有良好塑性的,常用的牌號(hào)有AZ31、ZK21等鎂合金。
鎂合金的拉伸、脹形等成形溫度一般在200℃~400℃范圍內(nèi)。鎂合金板材的拉伸性能與板材的各向異性比、加工硬化率以及溫度、速度、工件形狀及摩擦潤(rùn)滑等工藝條件有很大關(guān)系。一般來說,隨著溫度的升高,鎂合金薄板的拉伸延性會(huì)明顯改善.
鎂合金具有比強(qiáng)度高、阻尼性能好、鑄造性能優(yōu)良等特點(diǎn),但其室溫強(qiáng)度低,塑性差,導(dǎo)致其應(yīng)用受到嚴(yán)重影響。AZ系鎂合金應(yīng)用較為廣泛,其中AZ80鎂合金具有佳的綜合力學(xué)性能。故本文以AZ80合金為基礎(chǔ)合金,通過微合金化及熔煉工藝對(duì)AZ80合金進(jìn)行組織及性能優(yōu)化。研究了不同稀土元素比例La:Gd對(duì)AZ80組織及性能的影響;探索了AZ80-RE合金的熔體混合攪拌熔煉工藝參數(shù),并研究了在熔體混合熔煉工藝下,不同的稀土元素總含量對(duì)AZ80-RE合金組織及性能的影響。AZ80合金中單加入La進(jìn)行微合金化后,合金中生成針狀的Al_(11)La_3相及中間帶孔洞的塊狀A(yù)l_(11)La_3相兩種形貌的稀土相,尺寸較大,但分布均勻。
鎂合金擁有的性能和的應(yīng)用潛力,符合2l世紀(jì)材料可持續(xù)性和輕量化發(fā)展的新要求。探究開發(fā)高強(qiáng)度變形鎂合金是近來國(guó)內(nèi)外的研究趨勢(shì),AZ80鎂合金是傳統(tǒng)Mg-Al-Zn系變形鎂合金中強(qiáng)度較高的合金,具有明顯的時(shí)效析出強(qiáng)化效應(yīng)。本文對(duì)其進(jìn)行固溶以及預(yù)時(shí)效熱處理,并結(jié)合了熱拉伸實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬及其它測(cè)試手段,研究變形條件和β-Mg_(17)Al_(12)析出相對(duì)AZ80鎂合金熱變形行為以及組織性能的影響。