《镁及镁合金材料的发展》(PPT48页).ppt

* 在Thixomolding工艺中。以镁合金屑为原料，在机器套筒中镁合金原料通过电加热成为半固态状态，通过向半固态合金施加剪切力，把枝晶固体分解成球状颗粒，使其粘度降低而流动性提高。整个工艺可以不使用SF6气体和防氧化剂，而且不产生废渣、废气和工业废物。 与压铸工艺比较，该技术的优点在于： （1）铸件内部质量高，减少气孔，提高铸件致密度； （2）产品尺寸精确度高，半固态浆料的低温比熔化的金属冷却时由热到冷引起的收缩小； （3）力学性能优良，该技术冷却速度比压铸快很多，组织细小； （4）耐蚀性好。 * ※快速凝固镁合金 PFC工艺 Allied Signal公司的平面流铸造工艺PFC制备快速凝固镁合金 采用PFC工艺生产的变形镁合金型材成为迄今报道过的性能最好的镁合金。 * Osprey工艺 Mg-8.5Al-2Ca-0.6Zn-0.2Mn合金。 σb =360MPa, σ0.2 =305MPa, δ =9.5% KIC=35MPam1/2 晶粒3~25μm。 Mg17Al12，Al2Ca优先在晶界沉淀。 * GA工艺： Mg-16%Li（40at%）合金。 用气体雾化开发体心立方的β–Mg-Li合金具有潜力。 气体雾化时加入氢，开发出Mg-16Li-0.12H合金。 * LDC工艺： Mg-Zn-Zr合金在413°C固溶5h，205°C时效，未再结晶及粗化，存在Al3Zr之故。 ※非晶镁合金 ※镁基复合材料 * RS变形镁合金开发原理： 1、晶粒细化； 2、化学均匀性增加，大大改善耐损坏性； 3、晶粒细化对Hall-Patch强化的影响； 4、形成多相弥散体系。 * 与常规工业镁合金及现有铝合金比较，快速凝固镁合金材料具有以下特点： (1)室温比极限抗拉强度超过常规铸锭冶金工艺（I/M）镁合金的及最强铝合金的40%~60%； (2)压缩强度/拉伸强度的比值（CYS/TYS）由0.7增加到1.1以上，改变了普通变形镁合金σ压σ拉的特性； (3)挤压态制品的伸长率在5%~15%的范围内，形变热处理后可达22%，相应强度值仍高于I/M镁合金的强度； (4)快速凝固镁合金的大气腐蚀行为与新型高纯常规镁合金AZ91E及WE43和铝合金2024-T6相当，比其它镁合金腐蚀速率小将近2个数量级； * (5)与其它轻合金比较，快速凝固镁合金在373K以上的温度下具有优良的塑性变形行为和超塑性，且由于明显晶粒细化效果，使其疲劳抗力为I/M镁合金的两倍； (6)快速凝固镁合金与SiC等增强相的相容性已得到证实，因此快速凝固镁合金是复合材料的优秀载体。 快速凝固镁合金与其它轻质变形合金性能对比 * ※镁合金的超塑性 许多镁合金系（Mg-Li、Mg-Zn-Zr、Mg-Mn等）以及快速凝固镁合金都具备明显的超塑性能。晶界滑动是镁合金超塑性的主要机制。当晶粒下降到1 ~5μm时，甚至在室温条件下也产生超塑性。 典型的镁合金超塑性实验 * ※镁及镁合金的耐腐蚀技术 合金元素对镁腐蚀速率的影响 提高镁合金耐蚀性能的工作： ◆ 提高镁及镁合金的纯度； ◆ 添加新合金化元素开发新合金； ◆ 表面保护； 化学处理、阳极氧化、有机物涂层、电镀 ◆ 采用新工艺和新技术； 快速凝固技术、离子注入 激光表面熔覆 * 添加合金元素后Mg-Al-Zn合金盐雾腐蚀16h试样表面状态 Mg-Al-Zn合金试样腐蚀程度于时间的关系 * ※镁合金必然成为未来空中运输及陆上运输的重要结构材料。 ※断裂韧性的缺点及稳定达到的钝化程度迄今妨碍航空工业的应用。 * 五、我国镁合金材料开发与研究情况  ※镁资源世界第一（菱镁矿储量世界首位27亿吨、白云石矿青海盐湖廉价镁盐31.5亿吨）； ※原镁产量世界第一（20万吨，占世界产量近1/2）； ※原镁出口世界第一（80%作为初级原材料出口）； ※镁及镁合金深加工应用规模和技术相对薄弱。 49% 铝合金 14% 稀土合金 17% 镁压铸件 18% 炼钢脱硫 2% 金属还原 * 我国是镁资源大国和生产大国，但不是镁强国。 我国镁及镁合金产业具备的有利条件： ※我国由生产能力在1000吨以上的镁厂50余家，可保证我国镁合金产品的原料供应； ※汽车、摩托车轻量化、节能、降噪等问题十分突出，镁合金产品有广阔的应用市场； ※镁合金所具有的突出性能及其在应用中显示出的巨大优势受到我国各级政府部门的高度重视。 ※将我国西部资源优势转化为产业优