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强化镁合金研究进展

浏览:198 发表时间:2019-09-03 08:56:21
镁合金大多具有低密度、比性能高、弹性模量较低、减振吸噪性能好、电磁波屏蔽性好、铸造工艺性能优良、机加工性能好和易于再生利用等优点。然而,在实际生产应用中,目前常用的Z和AM系铸造镁合金多应用于室温环境,在工作温度高于120C时,镁合金力学性能急剧下降,且随着温度的升高下降越快,由此局限了镁合金在中高温环境的应用。现有耐热镁合金往往成本偏高,或者压铸工艺性能不佳,难以在摩托车曲轴箱盖上广泛应用。
基体强化
固溶强化:当合金元素固溶于基体金属时,由于合金元素和基体元素的原子半径和弹性模量存在差异,使基体产生点阵畸变。由此产生的应力场将限制位错运动,从而使强化基体。


析出时效强化:在合金中,当合金元素的固溶度随着温度的下降而减少时,便可能产生沉淀强化。将具有这种特征的合金在高温下进行固溶处理,可得到过饱和固溶体,然后在较低的温度下进行时效处理,可产生弥散的沉淀相。
弥散强化:与沉淀相不同,凝固过程中产生的弥散相由于具有较高的熔点以及对基体极低的溶解度或不溶,使得它具有较高的热力学稳定性。弥散强化的合金在形变时由于位错被弥散体阻滞从而使合金在较高温度下仍具有较高的力学性能。
晶界强化
晶界处形成大量细小析出硬化物;增大晶粒尺寸以增大原子扩散距离,但晶粒尺寸足够大时,蠕变速度将不依赖于它,同时,增大晶粒尺寸会降低合金的常规力学性能;加入富集于晶粒表面和晶界位置的表面活性元素以填充晶界处的晶格空位,改善晶界附近的组织形态。
细晶强化
研究表明,金属材料的高温性能在一定程度上决定于晶粒尺寸。材料在低于等强温度的环境下工作时,细化的晶粒组织具有较高的强度,而材料在高于等强温度的环境下工作时,粗大的晶粒组织具有较大的蠕变抗力。目前。镁合金零部件的工作温度均在等强温度下,所以细化镁合金的晶粒组织有利于提高合金的高温强度,但这种方法不适用于所有镁合金。目前,细化晶粒的方法有很多,如提高冷却速度,合金化等,常见的添加元素是稀土元素、碱土元素等,其不仅能够细化晶粒,还能起到固溶强化和析出强化的作用。

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