第三章 镁及镁合金的热处理.ppt

以贵金属Ag和放射性金属Th为主要合金元素的铸造镁合金，室温强度与高强度Mg-Al-Zn系和Mg-Zn-Zr系合金相当，又有在300～350℃工作的高温强度。为了区别起见，特名为特殊耐热铸造镁合金。 长期以来人们就知道Th能提高Mg合金的抗蠕变性能，铸造和塑性加工制品均可在350℃长期工作。Th同RE一样还能改善铸造性能，并且有良好的焊接性能。 3.4.3 特殊耐热铸造镁合金 Mg-Ag系合金是发现Ag能改善Mg-RE-Zr系合金的时效效应和强度后出现的。这种合金的室温强度和高强Mg-Zn-Zr合金相同，并有优秀的铸造性能和可焊性。如果用富Nd混合稀土（didymium，Nd 80%，Pr 16%，Gd 2%，其它2％）代替Ce混合稀土，强度还能进一步提高。几种新发展起来的Mg-Ag-RE(Nd)-Zr系合金在250℃以下的抗拉强度比任何Mg合金都高，几乎与高强铸造Al合金相等。 3.4.3 特殊耐热铸造镁合金 QE22[Mg-2.5Ag-2RE(Nd) -0.7Zr]是Mg-Ag系合金的代表，典型热处理制度(T6)：Ts=525℃，4～8h，冷水淬火，Ta=200℃，8～16h。砂模或金属模铸件经T6处理后，σb＝245MPa，σ0。2＝185MPa，δ=2%，强度比其他Mg合金都高。不仅如此，这种高强度可一直维持到250℃不降低。因此，QE22合金在航空和航天工业得到大量应用，可铸造飞机用着陆轮、齿轮箱外壳和直升机悬翼配件等。 3.4.3 特殊耐热铸造镁合金 3.5.1 变形镁合金的塑性与合金化特点 由于六方结构的Mg滑移系统少，使其变形加工度受到极人的限制。Mg在室温的塑性变形，主要靠基面{0001}沿密排方向110的滑移和锥面的孪晶运动。当应力与基面平行时，压缩时产生孪晶变形，应力与基面垂直时，在拉伸时产生孪晶变形。只有当温度≥250℃，锥面101也能参加滑移变形，塑性变形更加容易时，孪晶变形才退居次要地位。因此，Mg合金的加工制品，一般多易用热变形。 3.5 变形镁合金热处理 3.5.1 变形镁合金的塑性与合金化特点 Mg的塑性低，很难用合金化的方法来改善。Al、Ag、Zn、Y、Nd、Mn等虽然能在Mg中大量共溶，但只能增加固溶强化效应，不能改变晶体结构，高温变形阻力反而增大。因此，变形用Mg合金的合金化程度应比铸造合金低，以利于塑性变形。如果用大量(10%)体心立方晶格的Li进行合金化，Mg-Li合金的晶格可由六方转变为体心立方晶格，塑性可以根本改变，但Li是稀有金属，化学活性高，给Mg合金的化学稳定性却带来了极坏的影响。 3.5.2 高强变形镁合金 （1） Mg-Mn系镁合金 此类合金国内的牌号有MB1、MB8。其主要化学成分及性能见表3-20。 此类合金通常以板材、带材、管材、棒材、型材以及锻件等形式供应。其板材可用于飞机蒙皮、壁板及内部构件，模锻件可制作外形复杂构件，管材多用于汽油、润滑油等要求抗腐蚀性的管路系统。 3.5.2 高强变形镁合金 Mg-Mn系合金最主要的优点是具有优良的抗蚀性和可焊性。由于锰容易与有害杂质元素铁化合，从而清除了铁对抗蚀性的有害影响，特别是在海水中的腐蚀速度，因此而大大下降（图3-20）。 3.5.2 高强变形镁合金 MB8合金是在MB1基础上添加了0.15%～0. 35% Ce而形成的。MB8合金具有较高的综合性能。与MB1相比，MB8由于添加了铈细化了晶粒，使屈服强度（特别使压缩状态下的屈服强度）因限制了孪生而有更显著的增大。 MB8合金由于添加铈还提高了耐热性，可在200℃以下长期工作MB1的工作温度则不高于150℃。MB8合金的缺点是焊接性能低于MB1。 3.5.2 高强变形镁合金 MB1和MB8合金在退火状态下使用，其规程如下。 MB1：340～400℃保温3～5h，空冷。 MB8：280～320℃保温2～3h，空冷。 若退火温度过高，例如MB8合金超过400℃，则由于聚集再结晶，晶粒粗大，合金的力学性能及抗腐蚀性能降低。 Mg-Mn系合金铸造性能差，收缩率大，有形成热裂纹倾向，故现在工业中不在应用Mg-Mn系铸造合金。 3.5.2 高强变形镁合金 3.3.1 镁合金固态相变特点 共格的平衡相Mg17AI12，不存在预沉淀或过渡相阶段。但Mg17Al12相在形方式上有两种类型，即连续析出和非连续析出。在一般情下，这两种析出方式是共存的，但通常是以非连续析出为先导，然后再进行连续析出。这表明前者在能量上处于有利地位，易于形成。 非连续析出大多从晶界或位错处开始，Mg17Al12相以片状形成按一定取向往晶内生长，附近的δ固溶体同时达到平衡浓度。由于整个反应区呈片状结构，故有时也称为珠光体型沉淀。反应区和未反应区有明显的