新型抗蠕變鎂合金研究-閱讀頁
2025-07-07 15:47本頁面
【正文】 高鎂合金耐熱性的關(guān)鍵是改善析出相的晶體結(jié)構(gòu)以降低它與鎂基體點(diǎn)陣常數(shù)錯(cuò)配度并提高其熔點(diǎn)以降低其擴(kuò)散性。據(jù)報(bào)道加拿大的ITM已在實(shí)驗(yàn)室中開發(fā)了兩種彌散強(qiáng)化的鎂合金[2]。強(qiáng)化晶界的措施有：（1）在晶界處形成大量細(xì)小析出硬化相；（2）增大晶粒尺寸以增大原子擴(kuò)散距離，但根據(jù)HallPetch效應(yīng)，增大晶粒尺寸會降低合金的力學(xué)性能；（3）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處的晶格空位、改善晶界附近的組織形態(tài)。根據(jù)二元鎂合金的力學(xué)性能，合金元素Al、Zn、Ca、Ag、Ce、Ga、Ni、Cu、Th、Y、Sc、Mn、Gd等能夠形成強(qiáng)化相，阻礙晶界滑移，從而強(qiáng)化鎂合金，提高高溫性能，提高抗蠕變性能[2,4,5]。 MgY系合金[4]MgAl系合金由于高溫的不穩(wěn)定性，促使添加稀土元素以改善高溫性能，這方面的研究可以追溯到60年以前。. Mordike等在研究了不同Y含量時(shí), MgY系合金的性能變化，并給出了描述蠕變性能變化關(guān)系式。發(fā)現(xiàn)合金元素釔,強(qiáng)化效果較好，并指出WE合金系是比較理想的開發(fā)抗蠕變合金的基本合金系，在此基礎(chǔ)上，通過變形強(qiáng)化、時(shí)效強(qiáng)化和微合金化來進(jìn)一步改進(jìn)抗蠕變性能。ZM9合金制造的零件在3000C下工作，性能接近含釷的HZ32A，但沒有放射性，性能優(yōu)異[11]。 根據(jù)圖3 所示MgSc合金相圖可知，低溫下鈧在鎂中的溶解度很低， 圖3 MgSc合金相圖通過配置一定含量的鈧的鎂鈧合金，以避免大量的βSc相出現(xiàn)，便于合金的時(shí)效強(qiáng)化。加入錳以后，可以生成Mn23Sc6或Mn2Sc強(qiáng)化相。這里需要指出的是，金屬鈧價(jià)格昂貴，不利降低零件成本。前者的強(qiáng)化相為Mn23Sc6和GdMg5，后者強(qiáng)化相外為Mn23ScMg24Y5和Mn12Y等。在MgGd 合金中加入其他合金元素，如：鈧、錳、釔等元素能夠大大提高鎂合金的性能。圖4表示了這幾種合金的蠕變性能的比較[4]。稀土元素的應(yīng)用大大提高了其抗蠕變性能，稀土元素Y 、Sc、Gd等與Mn等元素能夠形成強(qiáng)化相，阻礙合金晶界交叉滑移。（3） 我國是鎂、稀土資源大國，與世界其他國家相比，在高溫鎂合金和抗蠕變鎂合金的研究領(lǐng)域有成果，但亦有差距，必須加快工作步伐，實(shí)現(xiàn)由資源優(yōu)勢為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，由原材料加工為主為生產(chǎn)近終型精產(chǎn)品為主，不斷擴(kuò)展鎂合金的應(yīng)用領(lǐng)域，不斷提高資源的利用效
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