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Mg-RE和Mg-Th系耐熱變形鎂合金化學(xué)成分和力學(xué)性能

2019-12-31 09:15 ?瀏覽：次

Mg-RE和Mg-Th系耐熱變形鎂合金
A概述
鎂中加入稀土元素的作用主要是：
（1）能顯著提高鎂合金的高溫強(qiáng)度和抗蠕變性能。Mg-RE系合金可以在150~250℃較長(zhǎng)期工作或在250-300℃下短期工作。（2）能改善鎂合金的鑄造性能，減小產(chǎn)生顯微疏松和熱裂紋的傾向。
（3）能改善鎂合金的焊接性能，并且有較高的焊縫強(qiáng)度。
（4）Mg-RE系合金的耐蝕性不亞于其他鎂合金，一般無(wú)應(yīng)力腐蝕傾向。用于鎂的表面處理方法也可以用于鎂-稀土合金來(lái)進(jìn)行防腐處理。
Mg-RE系合金類型很多，這里主要介紹Mg-Mn-RE和Mg-Zn-Zr-RE兩類變形合金。
Mg-Th系合金比Mg-RE系合金具有更高的耐熱性，可以用于在300~400℃高溫下工作的結(jié)構(gòu)材料，是高速飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈等現(xiàn)代技術(shù)不可缺少的材料。
試驗(yàn)表明，稀土元素對(duì)鎂的力學(xué)性能的影響基本是按鑭、鈰、富鈰混合稀土（MM）、鐠、釹的順序排列，即隨著原子序數(shù)的增加而增加。
表2-181為常用的稀土元素對(duì)鎂的室溫及高溫力學(xué)性能的影響。

目前，國(guó)內(nèi)外研究較多而且已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用的Mg-RE系變形合金有：Mg-Mn-RE系（如MB14 ，MB12，S122等合金）及Mg-Zn-Zr-RE系（如S124，S128等合金），Mg-Mn-RE系合金的化學(xué)成分見(jiàn)表2-182.
B Mg-RE系變形鎂合金的性能、品種和用途
（1）物理性能Mg-RE系變形鎂合金的物理性能見(jiàn)表2-183.


（2）力學(xué)性能。Mg-Mn-RE合金及Mg-Zn-Zr-RE合金在室溫和高溫下的力學(xué)性能見(jiàn)表2-184~表2-191



（3）抗蝕性能。Mg-Mn-RE系合金與Mg-Mn系合金一樣，具有良好的耐蝕性能（加鎳的合金除外），無(wú)應(yīng)力腐蝕傾向。
Mg-Zn-Zr-RE合金的耐蝕性與MB15合金相近。
（4）工藝性能。Mg-RE系合金的鑄造性能一般較好。
Mg-RE合金在高溫下有較好的塑性，可進(jìn)行擠壓、鍛造及模鍛等壓力加工。當(dāng)用Mg-Mn-RE合金生產(chǎn)板材時(shí)，由于熱加工溫度范圍較窄，所以需采用小壓下量多道次和重復(fù)加熱的工藝制度。
含釹及釔的鎂-錘合金可熱處理強(qiáng)化。淬火加熱溫度為510~520℃，在空氣中淬火，人工時(shí)效溫度為（175±5）℃。
同MB15合金一樣，Mg-Zn-Zr-RE合金一般是在熱變形后，直接進(jìn)行人工時(shí)效狀態(tài)下使用。人工時(shí)效制度為（175±5）℃（Mg-Zn-Zr-Nd系）或（200±5）℃（ME-Zn-Zr-N-Y系）。對(duì)Mg-Zn-Z-RE系合金鑄鏈進(jìn)行均勻化退火時(shí)，能提高鑄錠的塑性，但使材料的力學(xué)性能降低。
Mg-Mn-RE合金可進(jìn)行氬弧焊接。
Mg-RE合金的切削加工性能良好。
（5）品種和用途。MB14合金用于生產(chǎn)棒材、鍛件和模鍛件，可制作在200℃以下使用的零件。
Mg-Mn-RE合金主要用于生產(chǎn)各種規(guī)格的板材，代替MB8合金做飛機(jī)蒙皮、壁板及其他在200℃以下長(zhǎng)期使用及在250℃以下短期使用的結(jié)構(gòu)件。
Mg-Zn-Zr-RE合金主要用于生產(chǎn)棒材、型材及各種鍛件，可代替MB15合金用做200℃以下承受較大載荷的零件。
C Mg-Th系變形鎂合金的性能、品種和用途
（1）化學(xué)成分與主要牌號(hào)。以Th做主要合金元素的變形鎂合金比含稀土的鎂合金具有更高的耐熱性。目前研究和應(yīng)用較小的Mg-Th系變形鎂合有Mg-Th-Mn系、Mg-Th-Zr和Mg-Th-Zn-Zr系。其主要化學(xué)成分列于表2-192中。

（2）合金的性能和用途。Mg-Th 系合金的室溫力學(xué)性能和工作溫度范圍、高溫力學(xué)性能及物理性能分別列于表2-193~表2-195大多數(shù)Mg-Th合金都可以進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，有較好的工藝性能，可用于成形鑄件，也可用于加工變形。
Mg-Th系合金的鑄造性能和耐蝕性能較好，可以進(jìn)行焊接，是航空工業(yè)中較好的一種輕合金耐熱結(jié)構(gòu)材料。
Mg-Th系合金的缺點(diǎn)是室溫強(qiáng)度低，生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜。因?yàn)?，針是放射性元素，在鑄造、焊接、機(jī)械加工、磨光和拋光等生產(chǎn)過(guò)程中能產(chǎn)生氣體或粉塵，對(duì)人體健康造成危害，因此必須采取有效的防護(hù)措施，以保證安全。




Mg-Th系合金可以生產(chǎn)多種形式材料，如板材、棒材、型材和鍛件，主要用做超音速飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈等蒙皮材料及結(jié)構(gòu)材料。
 

 

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