镁合金再生后组织与性能的研究
镁合金热处理过程中组织与相的变化
固-液界面的形态总是力图使界面吉布斯自由能最低，这样的形态才最稳定。在等温热处理过程中，组织变化的驱动力是体系自由能(表面能)的降低[5]。等温热处理过程中晶粒间表面能降低的方式有两种：(1)通过晶粒间的相对旋转，减小晶粒间的取向误差,减小晶界面积；(2)晶界迁移来增大二面角。通常等温热处理过程中，由于半固态金属的流动性差，通过晶粒旋转来降低界面能很困难，只能发生大晶粒吞噬小晶粒长大。随着时间的延长,晶粒发生合并。在等温热处理过程中，处于液固两相区内的合金铸态组织发生了次枝晶臂消失，固相颗粒发生Ostwald熟化以及合并现象，熟化和合并贯穿整个过程，只是熟化在早期占据着主要位置,随着时间的延长，合并又成了主要现象。
Key words:AZ91D magnesium alloy; isothermal treatment; phasetransition
1、概述
镁合金是现代金属结构材料中最轻的一种，以其密度低、比强度和比刚度高、尺寸稳定性好、电磁屏蔽好及价格稳定等优点，近年来在航空航天、仪器制造、国防和电子工业等领域，尤其是汽车工业中获得日益广泛的应用[1]。
镁合金半固态成具有成形温度低、凝固收缩小、缺陷和偏析减少、晶粒尺寸细小、模具寿命延长等优点,被专家学者誉为21世纪新一代新兴金属加工方法。但是,要实现镁合金的半固态成型，首先必须制备初生相为颗粒的非枝晶组织合金。国内外研究者常用的枝晶粒化方法为机械搅拌法或电磁搅拌法。由于机械搅拌法的工艺参数难以控制、搅拌设备易磨损和腐蚀、不适应与高熔点合金和易氧化合金,因此该法很难在工业上推广应用；国外已将电磁搅拌法应用于生产,但该法设备投资大,工艺复杂。半固态等温热处理作为20世纪90年代开发的一种半固态枝晶组织坯料制备方法，能够在半固态成形前的二次加热过程中直接把原材料锭坯变为半固态非枝晶组织坯料，具有工艺简单、成本低廉等优点[2-3]。本文采用半固态等温热处理法,对应用最广泛的AZ91D铸造镁合金进行了研究,观察了其在半固态等温热处理中的组织和相的变化。
长春工业大学2014届校级毕业设计论文二次答辩安排
长春工业大学2014届校级毕业设计（论文）二次答辩安排时间：6月18日上午8:30开始答辩。
地点：第一组：机电工程学院（一）南湖校区教学科研楼501多媒体第二组：机电工程学院（二）南湖校区教学科研楼504多媒体第三组：材料科学与工程学院南湖校区教学科研楼507多媒体第四组：电气与电子工程学院（一）南湖校区教学科研楼508多媒体第五组：电气与电子工程学院（二）南湖校区教学科研楼511多媒体第六组：计算机科学与工程学院南湖校区教学科研楼512多媒体第七组：工商管理学院（一）南湖校区教学科研楼408多媒体第八组：工商管理学院（二）南湖校区教学科研楼412多媒体第九组：化学工程学院南湖校区教学科研楼401多媒体第十组：化学与生命科学学院南湖校区教学科研楼405多媒体第十一组：基础科学学院南湖校区教学科研楼413多媒体信息传播工程学院第十二组：人文学院南湖校区教学科研楼316多媒体第十三组：外国语学院南湖校区教学科研楼324多媒体第十四组：艺术设计学院南湖校区教学科研楼420多媒体纺织服装学院第十五组：软件学院南湖校区教学科研楼424多媒体软件职业技术学院各组答辩顺序见附件教务处2014-6-17长春工业大学2014届校级毕业设计（论文）二次答辩顺序第一组：机电工程学院（一）南湖校区教学科研楼501多媒体1、张俊兴滚仰式位标器结构设计2、杨帆X2010龙门铣床主传动系统设计及三维建模（Z=12）3、徐龙曦传动器箱体钻孔组合机床设计4、王令伸轴承套圈内径气动测量装置的设计5、李文瀚城市高楼遥控清洗装置的研究6、杨天驰Q3壳体机械加工过程设计及4-Ф9孔组合钻床专用夹具设计7、孙鸣阳数控车床进给系统、六角回旋刀架与控制系统设计8、邱忠治变速器前壳体孔加工专用卧式镗床设计9、李雪机械标准法兰三维参数化零件库设计（论文）10、刘阳薄壁螺旋钢管焊接机带钢输入机构设计11、袁庶森飞思卡尔智能车的设计与开发（论文）12、张凯强导电片模具及数控工艺与加工设计13、黄培强轴承端盖模具设计14、温勃支撑板生产工艺设计及切分冲孔工序主要工艺装备设计第二组：机电工程学院（二）南湖校区教学科研楼504多媒体1、李东伟电动式换档机械手结构及控制系统设计2、范冬林火隔离车的设计、控制及仿真3、迟新8吨双节履带运输车总体设计4、徐忠将中型载货汽车驱动桥的设计5、田宇生双节履带运输车传动系统设计6、周嘉程自动导引车的设计7、李茹月多功能收纳鞋柜设计8、邹明我国汽车使用现状分析及对策研究9、赵章博中小型饭店运营的IE研究10、陶俊男吉林某大型钢铁厂现场改善设计第三组：材料科学与工程学院南湖校区教学科研楼507多媒体1、单梓茹 4CrW2Si冷作模具钢堆焊焊条的研制2、方龙低碳钢棒板电阻钎焊工艺研究3、姜育恒石油裂解炉管用双相钢的氩弧焊焊接质量分析4、马启鑫高氮钢（铸态、热轧）手工电弧焊及焊条的研究5、王成新含稀土 Mg-4Al 合金的铸造流动性能研究6、秦旭明石墨烯/四氧化三铁纳米粒子杂化结构的制备及水污染治理研究7、王胜医用钛合金表面微弧氧化工艺及膜层性能的研究8、陈立业（Ag Sm）镁合金形变后时效处理的显微组织与性能研究9、张兴一种不锈钢焊接工艺研究10、张宝矿用低铬合金铸造磨球的组织与性能分析11、王磊镁钙系材料的制备及显微组织研究12、谭利德高氮不锈钢铸态和热处理加工硬化指数的测定13、刘洋表面调整对AM60B锡酸盐转化膜的影响第四组：电气与电子工程学院（一）南湖校区教学科研楼508多媒体1、荣宝剑6W太阳能庭院灯的设计与实现2、贾鸿祖智能化住宅险情报警系统设计3、石凯强基于PLC的电镀生产线控制系统设计4、张玉新能源汽车制动能量回收系统5、李一新混合动力电动汽车再生制动系统DC-DC变换器设计6、王立军智能导盲系统的设计7、邵德全基于单片机的公寓用电智能管理系统设计8、党锐基于复合控制的有源电力滤波器的设计9、翟文睿高压变频调速保护系统的研制10、张超污水处理系统中提升站控制系统设计第五组：电气与电子工程学院（二）南湖校区教学科研楼511多媒体1、刘佳峰供热监控系统现场级设计2、袁浩基于PLC控制的交通灯系统设计3、杨世华恒压供水系统控制器设计4、娄洋医用体温监测仪设计5、于大明多路遥控视频监控系统的设计6、杨威多功能指纹密码锁的设计7、李春雨智能煤气表的设计8、潘洪叶砂轮动平衡测控系统的设计9、齐兵AOD炉炉体倾动控制系统10、赵东宇温室温度控制系统设计11、杜雨航基于红外线的跟踪定位测温系统设计12、郭帅营养液微机自动监控系统设计13、才学文车载柔性臂轨迹控制与振动抑制系统设计14、里卓识全数字化位置随动系统设计第六组：计算机科学与工程学院南湖校区教学科研楼512多媒体1、王金阳在线聊天系统的设计与实现缓答2、宋继伟索书号文字图像分割算法研究缓答3、芦奇网上教学平台系统设计与实现4、陈强基于局域网的文件传输系统的设计与实现5、戈起航图书馆管理系统的设计与实现6、陈士俊公司资产管理系统的设计与实现7、李忠堂家庭理财管理系统的设计与实现8、宫中帅基于单片机的无线呼叫系统的设计9、张宁基于单片机的温度传感与控制设计10、鲁振龙手持式IC卡考勤系统设计11、孟天莽数字水印嵌入与检出算法设计12、单春雨基于全变差自适应保真项的图像去噪方法的研究13、娄颢XML应用于互联网的研究与实现14、祝宣网络攻击防御工具的设计与实现第七组：工商管理学院（一）南湖校区教学科研楼408多媒体1、李智琳中日农业补贴政策对比及对我国的启示2、李鑫产业结构调整对吉林省经济的影响3、李文博中国产业结构升级过程中的资本偏移原因4、金红吉林省农产品加工业发展困境与对策5、甄琇宇大岛酒店管理系统6、陈乐静叮当猫二手商品交易网站的设计与实现7、杨军黔味农家乐网站的设计与实现8、关奇爱家家电商品电子商务网站的设计与实现9、马丽敏米琪儿玩具商城的设计与实现10、葛英斌维也纳酒店集团消费者心理与行为研究11、王竹旺新东方教育机构下乡发展战略规划研究12、林加彬统一饮料消费心理与消费行为研究13、关云东慧聪网的产品组合研究14、赵明明当代大学生购买移动电话的消费行为研究15、金竹品牌与消费者行为的关系研究第八组：工商管理学院（二）南湖校区教学科研楼412多媒体1、张硕奥克斯集团有限公司的财务报表分析2、刘艳汽车制造业企业内部控制问题研究3、刘晓卓上市公司改进的杜邦分析体系研究4、李阳我国普通高校会计内部控制问题的研究5、孙佳斌大庆勘探一公司财务风险问题研究6、张宏金鑫宝电子厂成本控制研究7、张标非营利组织财务管理问题研究8、刘琳制造业企业固定资产加速折旧法应用研究9、林萍环奥汽车空调公司成本管理问题研究10、刘畅农村集体企业财务管理实证研究——以xx为例11、李文雅关于xx企业成本核算方法研究12、张潇洋论泰康人寿保险股份有限公司的利润研究13、王聪税务会计在某企业财务管理当中的应用研究14、王跃腾讯集团盈利能力分析15、刘政烨西部地区县域金融存在的问题与对策研究16、张博对影子银行的监管机制研究17、邹鹏开放式基金融资研究18、安亮厨邦酱油广告投资策略研究19、刘壑城市商业银行发展战略研究第九组：化学工程学院南湖校区教学科研楼401多媒体1 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Skills and Strategies of Improving English and Listening Ability提高英语听力技巧和策略的研究6、黄明子 On the Causes of the Death of Willy in Death of a Salesman论《推销员之死》威利的死因7、李函倪日本人の敬語意識についての研究关于日本人的敬语意识的研究8、代嘉日本現代社会における専業主婦の現状についての研究对日本现代社会中专职主妇现状的研究9、于航Анализ речевого этикета в русском языке浅析俄语中的言语礼节第十四组：艺术设计学院南湖校区教学科研楼420多媒体纺织服装学院1、葛悦零距离私人健身会所室内空间设计2、赵雪依山傍水—滁州琅琊山休闲度假公寓3、宋晓丽食尚餐厅设计4、李东烁关注雾霾还原色彩公益海报5、刘赛男时空连接梦想延续——长春工业大学南湖校区景观再设计6、李臣娜强迫症7、张洪杨幻想空间-前期设定8、杜超两千四百锭粗梳毛纺织厂设计第十五组：软件学院南湖校区教学科研楼424多媒体软件职业技术学院1、梁小龙办公信息管理系统的设计与实现2、王东鹏基于android 平台的电影App的设计与实现3、纪东旭潮流购物系统的设计与实现4、王忠宪消防安全管理系统的设计与实现5、原炤雨网上图书销售系统的设计与实现6、邓昊宇基于JSP的中国文化论坛的设计与实现7、冯帅酒店管理系统设计与实现8、俞焘轮胎式液压挖掘机的设计9、李彰 6自由度力反馈操纵手液压系统设计。
镁合金的微观组织与性能研究
镁合金的微观组织与性能研究镁合金是一种重要的轻质结构材料，具有优异的轻量化、高比强度和良好的机械性能等特点，被广泛应用于汽车、航空、航天等领域。
但受到其自身的缺陷限制，如低的耐腐蚀性、易燃性等，镁合金的应用仍面临一些挑战。
因此，研究镁合金的微观组织与性能，对于进一步推广其应用具有重要意义。
镁合金的微观组织镁合金的织构镁合金的织构对其力学性能具有重要影响。
研究表明，在拉伸过程中，镁合金的晶粒会发生变形和旋转，从而形成某种织构。
基于织构的种类和大小，可以将镁合金分为不同的等级。
目前，常见的镁合金织构主要有蜡板织构、镇静轧制织构、晶粒外倾织构等。
镁合金的晶粒大小晶粒的大小也是影响镁合金力学性能的重要因素。
通常情况下，晶粒越小，组织缺陷越少，材料的塑性、韧性和强度都会得到改善。
对于镁合金的制备工艺而言，影响晶粒大小的因素主要有铸造温度、速度、冷却率等。
此外，合金化元素的添加也可以改变晶粒的大小和分布。
镁合金的传统凝固组织镁合金的传统凝固组织主要包括铸态组织和热处理组织。
铸态组织通常指在常温下通过铸造等方式形成的组织，包括粗大的单相镁晶粒以及含有比较多的亚晶粒和间晶。
热处理组织通常指在高温下进行加热处理后形成的组织，如时效组织、淬火组织等。
镁合金的协同凝固组织近期的研究表明，通过采用协同凝固方法，可以制备出更为理想的镁合金微观组织。
协同凝固是一种将铸造技术与变形加工技术进行结合的新型材料制备方法。
在这种方法下，可以通过控制加工参数和公差尺寸等，来控制晶粒大小和织构等微观组织结构。
镁合金的力学性能镁合金由于其较为独特的化学和物理结构，具有一定特殊的力学性能。
镁合金的拉伸性能镁合金的拉伸性能通常以它的拉伸强度、屈服强度、断裂延伸率等指标来衡量。
研究表明，镁合金在加工过程中，晶粒细化和织构会显著提高其拉伸强度和屈服强度，其断裂延伸率也会得到明显提升。
镁合金的耐疲劳性能镁合金的耐疲劳性能也是比较重要的力学性能指标之一。
AZ91D镁合金挤压铸造组织与性能的研究
挤压铸造设备为 国 产 四 立 柱 油 压 机 # 其主要技术 参数及挤压成形工艺参数见表 !) 镁合金挤压铸造工艺流 程见 图 %) 从 铸 件 不 同 部 位切取试样 # 经粗磨 & 细磨后 # 用 #[ 硝 酸 酒 精 腐 蚀 # 在 8 J : ( 型高级金相显微镜上进行金相组织观察 ) D! 试验结果及分析 !* %! 挤压铸件不同部位的凝固组织 从而使 挤压铸造中由于 液 态 金 属 在 压 力 下 结 晶 # 得该工艺具有一系列优点 ) 然而 # 挤压铸造时 # 即使是 施加恒定的机械压力 # 在铸件各处的压力分布也是不 均匀的 # 而且 # 随着凝固过程的进行是不断变化的 ) 这 主要是由于铸件中 固 相 和 液 相 传 递 压 力 的 特 点 不 同 # 在凝固过程中固相和 液 相 体 积 比 & 固相形状不断发生 变化所致 ) 此外 # 铸件 铸型间摩 擦力的 存在 也是一 个 $ 重要因素 # 铸件形状和加压方式也有一定的影响 ) 铸件的平均壁厚为 % 其挤压充 型过程 "00 左右 # 如图 ! 所示 ) 由于铸件各处的压 力分 布不一 样 #在压 力下结晶 的 铸 件 的 不 同 部 位 的 组 织 势 必 也 会 受 到 影 响 ) 考察图 ! 中 G& F& B& = 和 A 等 # 处的铸态组织 #
收稿日期 ! ! " " # $ " ’ $ ! 3" ! " " # $ % " $ " % !! 修订日期 ! 作者简介 ! 李东南 ! # 江西南昌人 # 博士 # 副教授 * 研究方向 $ 半固 % ) 3 6 $ !" 态成形技术 # 镁合金压铸 # 镁合金挤压铸造 * $ ! " # $ % / , V . 1 1 1 ! " " "!K , 1 * 4 . 0% V / / / V 1!% 3 (* 4 . 0 2 k
镁合金动态再结晶的研究现状
近年来，随着能源供求的紧张、不可再生能源的大量消耗，能源危机逐渐凸显。
为节约能源，各国对新材料的需求更加迫切，尤其是轻合金材料，如镁及镁合金材料。
镁合金具有密度小、比强度高等优点，是目前工业应用中最轻的工程材料［1］。
然而，镁合金为密排六方结构，与其它合金相比结构对称性低，因此成形性较差，从而限制镁合金特别是变形镁合金在工业上的应用。
动态再结晶（DRX ）是在热塑性变形过程中发生的再结晶［2］，作为一种重要的软化和晶粒细化机制，动态再结晶对控制镁合金变形组织、改善塑性成形能力以及提高材料力学特性具有十分重要的意义。
镁合金动态再结晶随合金变形方式的不同存在一定的差异，因此，系统研究其动态再结晶形核与晶粒长大的规律，完善镁合金的塑性变形理论体系，并利用动态再结晶细化晶粒的原理有效控制镁合金的组织和性能，将在生产中具有极为重要的应用价值［3-6］。
简述了当今国内外现有的镁合金动态再结晶机制和变形温度、变形速率、变形程度以及稀土元素对镁合金动态再结晶的影响。
1影响因素通常镁合金塑性变形过程中变形温度、应变速率、应变量的改变和稀土元素的添加都会影响塑性变形机制，因此，会对动态再结晶的行为造成影响［7］。
1.1变形温度的影响变形温度是通过改变位错密度的累积速率影响DRX 形核和长大，随着温度的升高、原子的扩散、位错的交滑移和晶界的迁移得到加强，变形的临界切应力减小［8-9］。
合金中原子的热振荡加剧、扩散速率增大、位错的运动（滑移、攀移、交滑移）及位错缠结滑动比低温时更容易，使动态再结晶的形核率增大，晶界的迁移能力明显增强，因此，提高变形温度可以促进镁合金动态再结晶的发生［10］。
何运斌等［11］对热变形中的ZK60镁合金研究后发现，变形温度增加时，试样的平均动态再结晶体积分数增大，合金变形更加均匀。
S.M.Fatemi-Var ⁃zaneh ，A.Zarei-Hanzaki 等在对AZ31镁合金动态再结晶的研究中指出，在试验温度范围内，试样的组织随非连续动态再结晶的发生而改变，如动态再结晶晶粒的尺寸与动态再结晶晶粒的体积分数均随变形温度的上升而增大［12］，如图1所示。
镁合金研究现状及发展趋势
镁合金研究现状及发展趋势摘要：镁合金作为21世纪的绿色环保工程材料之一，近年来已成为学术界的一个研究热点。
本文主要综述了镁合金的研究进展和应用，介绍了耐热、耐蚀、阻燃和高强高韧等高性能镁合金材料的最新发展。
还介绍了镁合金成型技术的研究成果，最后展望了高性能镁合金的发展前景。
关键词：镁合金；高强高韧；成型技术；应用1.引言镁（Mg）是地球上储量最为丰富的元素之一，在陆地、湖泊和海洋中都广为分布，例如，其在地壳表层金属矿资源中的含量达2.3%，仅次于占8.1%的铝和5%的铁，居第三位；海水中的镁含量达到2.1×1015吨，可以认为是取之不尽、用之不竭的元素[1]。
此外，我国的白云石矿储量、菱镁矿以及原镁的产量位列世界镁资源储量首位[2]。
同时，随着当前钢铁行业中铁矿石等资源的日趋紧张，开发和利用镁作为替代材料是必然的趋势。
被誉为“二十一世纪绿色金属结构工程材料”的镁合金是目前所知金属结构材料中最轻的，与其他同类材料相比，它具有密度小，比强度、比刚度较高，可以回收再利用且机加工性能优异，阻尼减震性好，电磁屏蔽效果佳等一系列优点，因此在交通运输（如汽车、摩托车、自行车等工业）、航空航天、武器装备、计算机通讯和消费电子产品等领域具有广阔的应用前景[3]，但其使用量与铝合金和塑料相比还相当少[4]。
目前，从全球镁合金研发状况看，发展方向如图1所示[5]，我国在镁合金材料的应用研究与产业化方面也己取得重大进展，形成了从高品质镁材料生产到镁合金产品制造的完整产业链，为我国实现由镁资源大国向镁应用强国的跨越奠定了坚实的基础。
图1 镁合金的研发方向[5]Fig. 1 Directions of Mg alloy development2.镁合金的特点及分类通过在纯镁中添加其他化学元素，可显著改善镁的物理、化学和力学性能。
但镁合金同时存在着显著的缺点，下面对镁合金的优缺点进行简要的阐述。
2.1镁合金的优点[6 ~ 8]1）密度小、质量轻。
镁基储氢材料的性能及研究进展
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 9 期镁基储氢材料的性能及研究进展史柯柯，刘木子，赵强，李晋平，刘光（太原理工大学化学工程与技术学院，气体能源高效清洁利用山西省重点实验室，山西 太原 030024）摘要：镁基储氢材料具有储氢容量高、价格低廉、在自然界中镁资源丰富等优点，被认为是最具有发展前景的一类固态储氢材料。
由于MgH 2稳定性好且放氢焓值高（75kJ/mol H 2），氢分子在Mg 表面解离能高及氢原子在镁晶格中扩散速率慢，导致吸放氢热力学稳定、动力学缓慢，从而限制了其在储氢方面的应用。
对于镁基储氢材料性能的改善，目前已经取得了许多研究成果。
本文综述了国内外镁基储氢材料的研究报道，归纳了镁基储氢材料的改性方法，重点阐述了合金化、纳米化和添加催化剂对于优化和改善热力学和动力学性能以及吸放氢机理的影响。
最后对该领域的研究成果和发展前景进行了总结和展望，基于现有分析认为，在未来的研究中可以综合运用添加催化剂和纳米化改性双重机制对MgH 2体系热力学性能进行调控，以获得具有高容量、高性能的Mg/MgH 2储氢体系，满足商业化应用的要求。
关键词：储氢；镁基储氢材料；纳米化；吸放氢性能中图分类号：TG139+.7 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）09-4731-15Properties and research progress of magnesium based hydrogen storagematerialsSHI Keke ，LIU Muzi ，ZHAO Qiang ，LI Jinping ，LIU Guang(Shanxi Key Laboratory of Gas Energy Efficient and Clean Utilization, College of Chemical Engineering and Technology,Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, Shanxi, China)Abstract: Magnesium based hydrogen storage materials have the advantages of high hydrogen storage capacity, low price, and abundant magnesium resources in nature, and thus are considered as the most promising solid hydrogen storage materials. Due to the good stability of MgH 2, the high enthalpy of hydrogen desorption (75kJ/mol H 2), the high dissociation energy of hydrogen molecules on the surface of Mg and the slow diffusion rate of hydrogen atoms in the magnesium lattice, the absorption and desorption of hydrogen are stable in thermodynamics but the kinetics is slow, which limits its application in hydrogen storage. Many research achievements have been made to improve the properties of magnesium based hydrogen storage materials and this paper reviews these research reports, and summarizes the modification methods with the focuses on the effects of alloying, nanocrystallization and catalyst addition on the optimization and improvement of the thermodynamic and kinetic properties, and the mechanism of hydrogen absorption and desorption. Finally, the development prospects in this field are prospected. Based on the existing analysis, it is concluded that catalyst addition and nano modification should be综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2022-1905收稿日期：2022-10-13；修改稿日期：2023-01-01。
AZ91D镁合金强制对流流变压铸组织与性能
AZ91D镁合金强制对流流变压铸组织与性能周冰;康永林;祁明凡;张欢欢;朱国明;吴征洋【摘要】研究了流变压铸成形和传统压铸工艺下AZ91D镁合金连接压铸件的组织特征,分析了流变压铸过程中半固态浆料的形成和凝固行为,测试了FCR工艺下流变压铸拉伸件的力学性能.结果表明:FCR工艺下的流变压铸成形工艺不仅可以获得晶粒细小、形貌圆整的半固态组织,而且能够明显改善传统压铸成型件中的气孔缺陷,提高组织致密度.与传统压铸件相比,流变压铸拉伸件的抗拉强度和伸长率都有了明显的提高;T6热处理能进一步强化流变压铸拉伸件的性能,其抗拉强度和伸长率分别为286MPa和6.1％.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】5页(P1-5)【关键词】强制对流搅拌装置;流变压铸;组织与性能;热处理【作者】周冰;康永林;祁明凡;张欢欢;朱国明;吴征洋【作者单位】北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TG146.2+2;TG249.2镁合金是最轻的金属结构材料，具有很高的比强度和刚度，近年来，镁合金在汽车、航空航天、电子通讯领域获得了迅速发展。
常用的镁合金成形方法主要有压铸、半固态铸造、挤压铸造等，其中液态压铸是镁合金最主要的成形方式［1，2］。
但传统液态压铸成形件中存在大量气孔，难以进行热处理、焊接或用于气密性要求高的零件，其力学性能也难以得到进一步的提高，这极大地制约了镁合金的进一步推广。
半固态技术自发明以来，由于能够获得均匀细晶组织、提高组织致密度、性能和实现高速近终成形等优点，受到了广泛关注。
流变压铸成形不仅可消除和减少压铸件中的气孔，还可提高铸件的力学性能，被认为是21世纪具有广阔发展前途的近净成形技术之一［3－5］。
稀土镁合金
稀土镁合金 稀土就是化学元素周期表中镧系元素——镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素，称为稀土元素(Rare Earth)。
简称稀土(RE 或R)。
1. Mg-Al-RE 系镁合金组织与性能摘要: 通过铸造和挤压变形工艺, 研究了AE (Mg-Al-RE)系合金的显微组织及稀土和铝含量的变化对AE 系合金显微组织和力学性能的影响. 实验结果表明: AE 系合金的铸态显微组织由M g α-基体相和沿晶界分布的Al4RE, 1712M g A l 相组成. 随着稀土含量的增加,1712M g A l 相逐渐消失, 4A l R E 相的体积分数增加, 并逐渐沿晶界处形成连续网状结构.挤压实验结果显示: AE 系合金具有良好的形变加工性能, 挤压后合金的强度和塑性均比铸态合金大幅度提高. 稀土元素的加入对合金形变过程中的动态再结晶有一定的抑制作用. 在AE 系稀土镁合金中增加Al 含量, 可以使合金的综合力学性能上升到一个较高的水平. 结论1) AE 系合金的铸态显微组织由M g α-基体和沿晶界分布的4A l R E 及1712M g A l 相组成.随着稀土加入量的增加, 1712M g A l 相在显微组织中逐渐消失, 4A l R E 体积分数增加, 并逐渐沿晶界处形成连续网状.2) AE 系列合金具有良好的形变加工性能. 挤压后合金的强度和塑性均比铸态合金大幅度提高.稀土元素的加入对合金形变过程中的动态再结晶有一定的抑制作用.3)在AE 系稀土镁合金中增加A l 含量可以使合金的综合力学性能上升到一个较高的水平.2. 高性能稀土镁合金的研发现状及应用摘要:介绍高性能稀土镁合金中的铸造稀土镁合金、快速凝固稀土镁合金、变形稀土镁合金、稀土耐热镁合金、稀土阻燃镁合金,并对高性能稀土镁合金在国内外的研发现状及在军民品上的应用状况作了较详细的叙述.1 稀土镁合金的研发动向1. 1铸造稀土镁合金传统的镁合金耐热、抗高温蠕变等性能较差,通常只能用于120 ℃以下的场合,达不到交通工具发动机和传动部件需要耐温150～200 ℃、250 ℃甚至更高的要求,从而限制了它的应用. 围绕着如何提高铸造镁合金的力学、耐腐蚀、耐高温、抗蠕变等性能,研究人员对稀土作为镁合金添加剂或合金元素的作用进行了大量研究,取得了瞩目的成绩1. 2快速凝固稀土镁合金快速凝固工艺的原理适于改进镁合金的力学性能. 由于冷却速率相当快,可获得在传统铸造工艺条件下得不到的铸件成分、相结构,如晶粒细小、无偏析、过饱和固溶、亚稳相、化合物细小弥散等. 快速凝固是最新发展的一类制备高性能材料的先进技术,使镁合金的开发进入一个崭新的领域.快速凝固技术的三大类(雾化、流铸和原处熔化) 都可以用于镁合金的生产.通过快速冷却制备的凝固镁合金,由于大量超过平衡溶度的稀土元素固溶到镁中可以大幅度地降低轴比( c/a) ,扩展α- Mg 的固溶区间,激发新的滑移系,从而提高镁合金的塑性变形能力; 也可提高镁合金微观组织的均匀性,避免局部微电池作用,降低了镁合金的腐蚀趋势.1.3 变形稀土镁合金变形稀土镁合金比铸造镁合金具有更高的强度、更好的塑性. 研究表明镁合金在热变形后,组织得到了显著细化,铸造组织缺陷被消除,使得产品的综合力学性能大大提高[2 ] . 发展变形镁合金制品可使镁合金更大地应用于结构件上,如轧制的薄板或厚板、挤压材和锻件. 但由于变形镁合金的开发与研究不够充分,有关稀土对其组织性能影响的研究远不如稀土在铸造镁合金中的研究那么深入和充分,相关的公开专题研究报道相对较少.1.4 稀土耐热镁合金耐热性差是阻碍镁合金广泛应用的主要原因之一. 当温度升高时,它的强度和抗蠕变性能大幅度下降,使它难以作为关键零件(如发动机零件) 材料在汽车等工业中得到更广泛的应用.1.5 稀土阻燃镁合金镁合金常用的阻燃方法为熔剂保护和SF6 混合气体保护;但相对而言,合金化阻燃是一种更理想的阻燃方法. 其机理是在合金中添加特定的合金元素来影响合金氧化的热力学反应与动力学过程,形成具有保护作用的致密的氧化膜,达到阻止合金剧烈氧化的目的. 与熔剂保护和SF6 气体保护相比,合金化阻燃可以消除熔剂夹杂,提高合金的力学性能与抗腐蚀性,消除有害气体对大气的污染. 通过合金化的方法来达到阻燃的目的将是镁合金熔炼阻燃的发展方向.稀土在镁合金中的主要作用与效果熔体净化作用稀土元素在镁合金熔体中具有除氢、除氧、除硫、除铁、除夹杂物的作用, 达到除气精炼、净化熔体的效果。
AZ91D铸造镁合金的固溶处理与半固态等温处理后组织与性能变化的比较分析
AZ91D铸造镁合金的固溶处理与半固态等温处理后组织与性能变化的比较分析摘要：会引起镁合金的过烧和变形，甚至晶界上析出的第二相因过烧变得很疏松使镁合金的显微硬度很低。
关键词：镁合金；固溶处理；半固态等温处理；组织演变；性能0 引言镁合金经过铸造加工后不进行固溶处理，而是直接进行人工时效，从而获得比较高的时效强化效果，另外为了消除铸件的残余应力及变形镁合金的冷作硬化也可进行退火处理，而且通过晶粒细化可以显著提高镁合金的强度和塑性。
在改良铸造镁合金性能的过程中，如何取舍固溶处理和人工时效是一个值得研究的问题。
[1][4][6]传统的压铸是镁合金液以高速的紊流和弥散状态填充压铸型腔，使型腔内的空气在高压下可能会溶解在压铸合金毛培件内，或者形成许多弥散分布在压铸件内的高压微气孔。
这些高压下溶解的气体和微气孔在高温下会析出和膨胀，从而导致铸件变形和表面鼓泡。
为了消除这种缺陷，须采用半固态金属成形技术提高压铸件的内在质量。
半固态成形技术充型平稳、无金属喷溅、节能安全、铸件孔隙率很低，其工艺过程简单，成本低廉。
[3]本文主要研究了半固态等温热处理过程中，等温热处理温度和保温时间等工艺对AZ91D镁合金半固态组织演变和性能的影响，以和固溶处理与半固态等温处理对AZ91D铸造镁合金组织形态和性能的影响，以及二者之间比较分析和联系。
1 实验方法1.1 固溶处理工艺1.2 半固态等温处理工艺本文采用半固态等温热处理法对铸造镁合金中应用最广泛的AZ91D进行了处理，探讨半固态等温处理中组织演变的过程和机理；为后续镁合金半固态成形提供理想的非枝晶组织。
[11]所以，制定的半固态等温处理工艺为：（1）在520℃分别保温10min、40min、60min、90min；（2）在550℃分别保温10min、40min、60min、90min。
为防止镁合金在加热过程中产生氧化腐蚀，在加热容器中放适量的硫磺，使硫磺燃烧释放SO2，从而起到保护效果。
镁合金废料的回收与再生分析
文章编号：2095－6835（2015）15－0126－02镁合金废料的回收与再生分析张 翼，李有新，朵兴茂（青海盐湖特立镁有限公司，青海西宁 810000）摘 要：随着我国科学技术的发展，镁合金产品的使用越来越广泛。
在镁合金的生产应用过程中，不可避免地会有废料产生。
如何回收废料和镁合金报废零件，利用再生镁合金，在科学环保工作中受到了人们的高度重视。
因此，必须采用科学的方法和手段，采取回收、开发镁合金的再生技术，实现镁合金工业的可持续发展。
关键词：镁合金；废料回收；再生镁合金；再生技术中图分类号：TG146.22 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2015.15.126目前，镁合金已经被广泛应用于航空航天、汽车、计算机、通讯、通信和电子产品等方面，因为其所具有的特殊性质，所以，被称为绿色新材料。
镁合金能作为金属工程结构材料使用是因为它具有以下优点：质地轻，但是，强度和刚度很高，抗噪减震能力强，同时，还具有压铸成型性能优良、能抵抗电磁辐射，并且能够回收再利用的特点。
当前，镁合金主要应用于铸件压铸中，镁合金废料也主要是在产品的生产和加工过程中产生的。
近几年，镁合金铸件以每年20%的年增长率快速发展，但是，成为产品的只占到了30%～40%左右，剩下的都作为废料处理，而另外一些零件因为检测不合格，成为了不能加工的废品。
在一些工厂中，废料加废品能占到80%.所以，在镁合金零件使用率越来越高的今天，镁合金回收已经成为了一个具有现实意义的课题。
镁合金再生技术不仅对镁合金的合理利用有很大的影响，还对降低镁合金铸件压铸成本、减少环境污染、增强企业的市场核心竞争力和建设资源节约型、环境友好型社会有重要的现实意义。
1 我国镁资源现状我国是镁矿储量最丰富的国家之一，占世界总量的22.5%，我国地域辽阔，镁矿主要来源于菱镁矿、含镁白云岩、盐湖区镁盐和海水等。
其中，菱镁矿已探明储量达到3.4×109 t，占世界探明总量的28.3%，含镁白云石达到4.0×109 t，这些镁资源无论是在储量上还是在质量上都位列前几位。
镁合金热处理过程中组织与相的变化
镁合金热处理过程中组织与相的变化目录1、概述 (2)2．镁合金热处理过程分析 (2)2.1铸太组织 (2)2.2组织形貌变化 (3)2.3 溶质原子扩散 (3)2.4 枝晶组织球化分析 (3)1、概述镁合金是现代金属结构材料中最轻的一种，以其密度低、比强度和比刚度高、尺寸稳定性好、电磁屏蔽好及价格稳定等优点，近年来在航空航天、仪器制造、国防和电子工业等领域，尤其是汽车工业中获得日益广泛的应用[1]。
镁合金半固态成具有成形温度低、凝固收缩小、缺陷和偏析减少、晶粒尺寸细小、模具寿命延长等优点,被专家学者誉为21世纪新一代新兴金属加工方法。
但是,要实现镁合金的半固态成型，首先必须制备初生相为颗粒的非枝晶组织合金。
国内外研究者常用的枝晶粒化方法为机械搅拌法或电磁搅拌法。
由于机械搅拌法的工艺参数难以控制、搅拌设备易磨损和腐蚀、不适应与高熔点合金和易氧化合金,因此该法很难在工业上推广应用；国外已将电磁搅拌法应用于生产,但该法设备投资大,工艺复杂。
半固态等温热处理作为20世纪90年代开发的一种半固态枝晶组织坯料制备方法，能够在半固态成形前的二次加热过程中直接把原材料锭坯变为半固态非枝晶组织坯料，具有工艺简单、成本低廉等优点[2-3]。
本文采用半固态等温热处理法, 对应用最广泛的AZ91D铸造镁合金进行了研究, 观察了其在半固态等温热处理中的组织和相的变化。
2．镁合金热处理过程分析2.1铸太组织AZ91D 镁合金初生相α相(灰色)以树枝晶形态存在，沿α相不连续分布的白色组织为(α+β)共晶组织。
2.2组织形貌变化随着保温时间的延长，铸态组织中的枝晶臂逐渐消失,由不规则形状向球状转变。
晶界处的共晶组织和晶粒内部的富Al、Zn部分首先熔化，在两个晶粒间以液态薄膜形式存在，在多晶粒交界处以液态熔池形式存在，而在晶粒内部则以小液滴形态存在。
到10 min时，液态薄膜的厚度增加，熔池的体积增大，晶粒完全被液态金属层包围,而晶粒内部开始出现小液滴，初生晶粒全变为近球状的颗粒组织。
Mg-Dy-Nd-(Gd)系合金组织与性能研究的开题报告
Mg-Dy-Nd-（Gd）系合金组织与性能研究的开题报告标题：Mg-Dy-Nd-(Gd)系合金组织与性能研究摘要：近年来，镁合金作为一种轻质、高强度、耐腐蚀、易于加工和环保的材料，已经广泛应用于航空、汽车、电子、工程机械等领域。
为了满足不同场合的要求，人们对镁合金进行了各种改性和合金化。
其中，钇、镝、钕、铈等稀土元素具有很高的强化效果，可以使镁合金的机械性能得到显著提高。
本研究将以Mg-Dy-Nd-(Gd)系合金为研究对象，通过微观组织观察、机械性能测试、热稳定性测试等手段，探究稀土元素加入量对合金性能的影响，以及对合金晶粒尺寸、相结构、热稳定性等的影响，为制备具有高性能的镁合金提供参考依据。
关键词：Mg-Dy-Nd-(Gd)系合金，微观组织，机械性能，热稳定性，稀土元素研究背景：镁合金具有轻质、高强度、耐腐蚀、易加工、环保等优良性能，被广泛应用于航空、汽车、电子、工程机械等领域。
随着现代科技的发展和各行业对材料性能的要求越来越高，人们开始对镁合金进行各种改性和合金化。
其中，稀土元素的加入可以显著提高镁合金的机械性能和耐热性能，尤其是钇、镝、钕、铈等元素，因其在镁基合金中形成的弥散相具有很高的强化效果，被认为是镁合金中最有效的强化剂之一。
研究内容：本研究将以Mg-Dy-Nd-(Gd)系合金为研究对象，通过改变稀土元素的加入量、探究其对合金的微观组织、机械性能和热稳定性的影响。
其中，微观组织观察将采用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）等手段，分析稀土元素的加入对合金的晶粒尺寸、相结构和相含量的影响。
机械性能测试将使用拉伸试验机和压缩试验机，测试合金的拉伸、压缩强度、屈服强度和延伸率等参数。
热稳定性测试将以热膨胀实验为基础，评估稀土元素加入对合金热稳定性的影响。
研究意义：稀土元素加入是改性镁合金的有效手段之一，本研究将从微观组织角度、机械性能角度和热稳定性角度综合研究Mg-Dy-Nd-(Gd)系合金的性能变化规律，为镁合金的材料设计、制备和应用提供参考依据。
AZ91D铸造镁合金的固溶处理与半固态等温处理后组织与性能变化的比较分析
处理中组织演变的过程和机理 ； 为后续镁合金半固态
成形提供理想的非枝晶组织。【 １ １ 】 所 以， 制定 的半固态 等温处理工 艺为 ： （ １ ）在 ５ ２ ０ ￣ Ｃ 分别保 温 １ ０ ｍ ｉ ｎ 、
温处 理对 Ａ Ｚ ９ １ Ｄ 铸 造 镁 合 金 组 织 形 态 和 性 能 的 影 响， 以及 二 者之 间 比较分 析 和联 系 。
为防止镁合金在加热过程 中产生氧化腐蚀 ， 在加 热容器 中放适量 的硫磺 ， 使硫磺燃烧释放 Ｓ Ｏ 从而起 到保护效果 。另外 ， 按照热处理工艺类型和温度分组
１ ． ３ 显 微 金相观 察及 硬 度维 氏测试
作者简介 ： 马睿（ １ ９ ８ ６ 一 ） ， 男， 青海 民和人 ， 助理讲 师， 助理 工程 师 ， 主要从事焊接专业教学和焊接材料及 工艺研 究工作 。
２ ０ １ ３ 年第 ９ 期
ｏ
经 济 市场
浅谈软件设计 的需求分析 与体 系结构
１ ０ ｈ、 １ ６ ｈ、 ２２ ｈ、 ３２ ｈ
另外为 了消除铸件的残余应力及变形镁合金 的冷作
硬化也 可进行退火处理 ， 而且通过 晶粒 细化可以显著 提高镁合金 的强度和塑性 。 在改 良铸造镁合金性能 的 过程中 ， 如何取舍 固溶处理和人工时效是一个值得研
究 的 问题 。 ［ １ １ ４ １ ６ ］
１ ． ２ 半 固态 等温 处理 工艺
传统 的压铸是镁合金液以高速的紊流和弥散状 态填充压铸型腔 ， 使型腔 内的空气在高压下可能会溶
本文采用半 固态等温热处理法对铸造镁合金 中 应用最广泛的 Ａ Ｚ ９ １ Ｄ进行了处理 ，探讨半 固态等温
镁及镁合金的研究现状与进展
镁及镁合金的研究现状与进展张高会 张平则 潘俊德(太原理工大学表面工程研究所,太原 030024)摘 要:文献综述了镁及镁合金的性能特性,镁合金的合金系列,国内外镁合金的研究现状,镁合金表面处理的各种方法以及镁合金在航空航天、汽车工业、电子工业及民用各个领域的广泛应用,展望了镁合金的应用前景。
关键词:镁 镁合金 表面处理R esearch and Developments of Magnesium and Magnesium AlloysZHANG G aohui ZHANG Pingze PAN Junde(R esearch Insistute of Surface E ngineering of T aiyu an U niversityof T echnology,T aiyu an 030024)Abstract:The properties of m agnesi um and its alloy,a series of m agnesi um alloy and the recent progress i n our count ry and abroad have been respectively sum m arized i n this article.Besi des those,a variety of surf ace t reat ment methods of m agnesi um alloy and the w i de applications i n the f iel ds ofaviation,automobile and elect ronic i ndust ries were also i ncl uded.In the end the development pros2 pect were viewed.K ey w ords:m agnesi um,m agnesi um alloys,surf ace t reat ment 随着21世纪的到来,保护环境,实现可持续发展,已经成为世界各个国家共同关心的问题。
AZ31镁合金板材在热处理中组织和性能的演变
AZ31镁合金板材在热处理中组织和性能的演变王自启;曹晓卿;郭继祥;李黎忱;万里波【摘要】The effects of heat-treatment on the microstructure, mechanical and forming properties of AZ31 magnesium alloy rolled sheet at room temperature were investigated. When temperature is between 300℃ and 350℃,the results of microstructure showed that twins disappeared, and the grains turned homogeneous and fine after heat treatment. The results of mechanical and bulging properties indicated that yield strength descends and ultimate tensile strength slightly falls while tensile elongation and IE value increases. The best over-all properties can be obtained wben the sheet was treated at 350℃,when cooling for 15 min in the air.%研究了热处理对AZ31镁合金轧制板材显微组织、室温力学性能和成形性能的影响.热处理温度在300～350℃范围时,显微组织观察表明,热处理后孪晶消失、组织逐渐趋于均匀化、平均晶粒尺寸变小;力学性能和胀形性能测试结果表明,板材的屈服强度明显降低、抗拉强度略有下降、屈强比降低、伸长率提高,杯突值提高.在350℃、15min空冷处理后,AZ31镁合金板材的综合性能最好.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2011(000)004【总页数】3页(P65-67)【关键词】AZ31镁合板材;热处理;显微组织;力学性能;成形性能【作者】王自启;曹晓卿;郭继祥;李黎忱;万里波【作者单位】太原理工大学材料科学与工程学院,山西,太原,030024;太原理工大学材料科学与工程学院,山西,太原,030024;太原理工大学材料科学与工程学院,山西,太原,030024;太原理工大学材料科学与工程学院,山西,太原,030024;太原理工大学材料科学与工程学院,山西,太原,030024【正文语种】中文【中图分类】TG146.2镁及镁合金具有密排六方晶体结构,室温下镁合金的塑性较差、变形困难,并且与晶粒大小及方向有关的各向异性表现比较明显,镁合金的这些缺陷限制了其广泛应用[1-2]。
挤压温度对固相再生ZM6镁合金组织和性能的影响
挤压温度对固相再生ZM6镁合金组织和性能的影响文丽华;任忠先;王宝芹;唐玉玲;刘颖;王金玲【摘要】利用固相再生方法在挤压比为25∶1的条件下,将ZM6镁合金屑分别在350℃、400℃、450℃和500℃温度下制备成试样,进行微观组织观察和力学性能测试.结果表明:当挤压温度为400℃时,ZM6耐热镁合金没有发生再结晶,合金中金属化合物在挤压过程中被打碎,均匀分布在基体中；当挤压温度为450℃和500℃时,ZM6镁合金发生部分动态再结晶；随着挤压温度的提高,合金的抗拉强度和延伸率提高；在挤压温度为500℃,合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为300.2 MPa、142.9 MPa和30％.合金室温拉伸断口主要表现为穿晶韧窝断裂.【期刊名称】《黑龙江工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(026)001【总页数】4页(P48-51)【关键词】固相再生;ZM6镁合金;热挤出;组织;性能【作者】文丽华;任忠先;王宝芹;唐玉玲;刘颖;王金玲【作者单位】黑龙江工程学院机电工程学院,黑龙江哈尔滨150050;黑龙江工程学院机电工程学院,黑龙江哈尔滨150050;黑龙江工程学院机电工程学院,黑龙江哈尔滨150050;黑龙江工程学院机电工程学院,黑龙江哈尔滨150050;黑龙江工程学院机电工程学院,黑龙江哈尔滨150050;黑龙江工程学院机电工程学院,黑龙江哈尔滨150050【正文语种】中文【中图分类】TG146.2;TG376.2金属镁及其合金是目前可应用的最轻的结构材料，其比强度高、比弹性模量高、阻尼减震性好、导热性好、静电屏蔽性好、机械加工性好、密度低（1.74g／cm3），被广泛应用于航空、航天、汽车、计算机、通讯、家电和国防业[1－3]。
尽管如此，由于受材料制备、加工技术、抗腐蚀性能以及价格等因素的制约，镁合金的应用远远落后于钢铁和铝合金。
21世纪能源和环保问题日益突出，镁合金作为轻质和可回收的材料备受重视。
挤压温度对固相再生ZM6镁合金组织和性能的影响
温度 制备 Ｚ 镁合 金 ， 对所 获得 的试样 进行微 观 Ｍ６ 并
组织 观察和 力学性 能测试 。
第 １ 期
文丽华ห้องสมุดไป่ตู้， ： 等 挤压温度对 固相再生 Ｚ 镁合金组织 和性能 的影 响 Ｍ６
１ 试 验 方 法
日益增 多 ， 其生 产过程 中造成 的浪 费也大 量增 多 ， 在
收 稿 日期 ：０ １１－６ ２ １ －２２ 基 金 项 目 ： 龙 江 省 教 育厅 科 学 技 术 研 究 面上 项 目（１ ５ ３ ７ 黑 １５ １ ８ ） 作 者 简 介 ： 丽 华 （９ ０ ） 女 ， 师 ， 士 ， 究 方 向 ： 料 成 型 加 文 １７ 一 ， 讲 博 研 材
收技术 。 目前 基本 都 采用 液 态 回收技 术 ， 由于镁 但
制备、 加工技术 、 抗腐蚀性能 以及价格等 因素 的制 约， 镁合 金 的应用 远远落 后 于钢 铁和 铝 合金 。２ 世 １
纪能源 和环保 问题 日益 突 出 ， 合 金 作 为轻 质 和 可 镁 回收 的材料备 受 重 视 。近年 来 ， 随着镁 合 金 制 品 的
挤 压 温 度对 固相 再 生 Ｚ Ｍ６镁 合金 组 织 和 性 能 的影 响
文 丽 华 ， 忠 先 ， 宝 芹 ， 玉玲 ， 任 王 唐 刘 颖 ， 王金 玲
（ 龙 江 工 程 学 院 机 电工 程 学 院 ， 龙 江 哈 尔 滨 １０ ５ ） 黑 黑 ５ ００
摘
要： 利用 固相再生方法在挤压 比为 ２ １的条件下 ， Ｚ 镁 合金 屑分别在 ３０℃ 、０ ５： 将 Ｍ６ ５ ４ ０℃ 、５ ４ ０℃和 ５０℃温 ０
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科 技
Science ＆Technology
随着镁合金消费量的日益增加，镁合金的工艺废料和报废的镁合金零部件也迅速增多，因此镁合金的再生已经引起人们的关注。
由于镁合金的耐腐蚀性能差，使用前都要进行表面处理，如喷漆或涂层；此外，镁合金件在使用过程中表面被腐蚀、黏有油污或粉尘等物质，从而将这些材料重熔后，使镁合金夹杂物增多，组织变得十分复杂。
通过试验研究在镁合金中加入不同配比的回收镁合金，直接重熔制备再生镁合金的可用性。
研究再生镁合金的组织、夹杂物、性能及其变化规律，以及中间相的形态变化。
一、试验方法
回收料为镁合金压铸件废料、浇注系统以及服役后的零部件等，新料为ＡＺ９１Ｄ 镁合金，其成分见表１。
镁合金再生后组织与性能的研究
□文／周 宏 丛福官 赵宇 宋起飞 李伟
摘 要：研究了加入不同质量回收料的再生镁合金中夹杂物、组织及性能。
结果表明，再生镁合金中夹杂物数量随着镁合金废料比例的增加而增多，夹杂物成分主要为镁的氧化物和少量铝的氧化物，且夹杂伴随着气孔产生；力学性能和抗腐蚀性能都随着原料中回收废料的比例增加而降低；镁合金的再利用必须经过精炼，将夹杂物含量控制在一定范围之内；镁合金再生具有明显的组织遗传性；利用气体喷吹精炼装置对回收镁合金进行精炼，取得满意效果。
关键词：镁合金；再生；组织；性能
回收料与新镁料的质量配比见表２。
镁锭与回收料同时加入电阻坩埚炉中，通入ＳＦ６、Ａｒ和Ｎ２的混合气体保护熔化，温度达到７２０℃时保温５分钟，去除浮渣后在截面为４０ｍｍ×１００ ｍｍ 的楔形模具中浇注；此外，将新镁料分别在６８０℃、７５０℃和８２０℃重熔浇注。
在每个铸件的同样部位截取棱长１０ ｍｍ 的正立方体金相组织试样、拉伸部位直径为８ ｍｍ 的拉伸试样和棱长３０ ｍｍ 正立方体盐雾腐蚀试样。
将金相试样在光学显微镜下观察其组织和夹杂物的分布形态及大小；拉伸试样在万能电子试验机上进行拉伸试验，测定其屈服强度、抗拉强度及伸长率，然后进行断口分析；对腐蚀试样采用ＪＩＳ 盐水喷雾试验法所列标准进行腐蚀试验；通过扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和能谱分析（ＥＤＡＸ）观察各
相的成分及形态；利用差热分析，确定再生镁合金各相的结晶温度。
二、试验结果及分析
１．试样组织
图１ 为再生镁合金的组织照片，对比图１ａ，图１ｂ可以看出，回收料添加比例小时，夹杂物很少，回收料比例为２５％时，夹杂物约占总体积的０．４％，另外晶粒尺寸较小、分布均匀，形状为类圆形。
从图１ｃ，图１ｄ 可见，回收料添加比例大时，夹杂物数量增多，出现明显聚集现象，尺寸增大而且分布不均匀，当回收料为１００％时，夹杂物及气孔约占总体积的３％，夹杂物的形状由小的类圆状变为大小不一的长条多角形。
对比组织中β（Ｍｇ１７Ａｌ１２）相可以看出，回收料添加比例小时，β相呈细小的颗粒状均匀分布，偶尔出现短棒状。
当回收料增加到一定比例时，β相明显集聚、变大，并主要以不规则的断裂网状分布，只有少量的呈短棒状或颗粒状。
此时β相与不加回收料的镁合金的β相分布形态比较接近，但回收料为１００％时，有大量
的夹杂物和气孔存在。
表１ ＡＺ９１Ｄ 镁合金的化学成分［１］ 单位：％
表２ 再生镁合金的试验方案 单位：％
Research on Structure and Function of Recycled Manganese Alloys
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科 技
Science ＆Technology 图２ 为不同温度下重熔的再生镁合金组织照片，对比可以看出，其他条件相同时，重熔温度低于７５０℃时，再生镁合金的组织形态与原料组织形态相比没有明显变化；当重熔温度超过７５０℃时，再生镁合金组织中树枝晶明显增加，晶粒尺寸逐渐细化。
这说明再生镁合金组织遗传性随着重熔温度的提高而降低。
２．差热分析
图３ 为１＃
试样镁合金和４＃
再生镁合金的差热分析结果，对比可以看出，利用工业废料制备的再生镁合金在５７３℃左右出现了新的热效应峰。
参照图１可以得出：再生镁合金中除α（Ｍｇ）和β（Ｍｇ１７Ａｌ１２）相之外，还有大量的夹杂；形成５７３℃热效应峰的相为夹杂相。
表３为杂质的ＥＤＡＸ分析结果，因此再生
（ａ）新料 （ｂ）Ｗ（回炉料）＝ ２５％
（ｃ）Ｗ（回炉料）＝ ５０％ （ｄ）Ｗ（回炉料）＝ ７５％ （ｅ）全部回炉料
图１ 再生镁合金的组织
（ａ）６８０ ℃ （ｂ）７５０ ℃ （ｃ）８２０ ℃
图２ 不同重熔温度的再生镁合金组织
镁合金杂质主要为氧化物夹杂和熔剂夹杂，图４中箭头①为熔剂夹杂，②为氧化物夹杂。
一般还有少量游离态的锰及锰铝合金，为ＭｎＡｌ４或ＭｎＡｌ６［２］。
这是因为废料重熔过程中，原料本身表面的氧化物或涂层熔到合金中，这些氧化物主要成分为ＭｇＯ 和Ａｌ２Ｏ３，因此在不经过精炼处理时，浇注过程中这两种氧化物保留在合金中，最后在铸件中形成杂质相。
这些杂质分布形态为薄膜状和粒子状。
粒子状氧化镁一般呈簇状分布，即由大量氧化镁聚积而成。
此外，从图４可以看出杂质伴随着气孔出现，即所谓“渣气相生”。
气孔的产生是由于熔体中过饱和气体析出所致，但气孔均质形核时需要很高的气体含量和收缩压，在此由于夹杂物为气孔的非均质形核提供了形核基底，从而大大降低了成核的激活能，这为形核创造了有利条件［３］。
３．拉伸试验
表４为镁合金回收料在原料中不同配比得到的再生镁合金的拉伸试验结果，可以看出：再生镁合金试样的综合力学性能依回收料的比例增加而近乎直线下降，其中抗拉强度下降严重，对比不加回收料和回收料１００％的再生镁合
金，抗拉强度下降了１／３强；屈服强度和伸长率也下降了３０％左右。
图５为１＃试样和４＃试样的再生镁合金的拉伸断口照片，对比图５ａ，图５ｂ可以看到：添加回收料试样断口出现明显的夹杂物聚集现象，形成大块的夹杂（如箭头所示），力学性能很不稳定。
这主要是因为试样受力时，这些夹杂会造成严重的应力集中，由此形成先发裂纹源，从而大大降低了再生镁合金的综合性能。
因此对于铸态再生镁合金的应用必须经过精炼。
国外有研究报道，利用挤压成形降低杂质的影响和提高晶粒度来提高产品的可用性也取得一定进展。
４．盐雾腐蚀
采用中性盐水（ｐＨ 值为６．７）喷雾试
验法在喷雾室进行２４ｈ连续喷雾腐蚀。
喷雾试验过程完全按照ＪＩＳ日本工业标准进行。
将盐雾腐蚀后经过处理的试样利用ＪＩＳ 上的来特因估法进行评定，结果如表５所示，从试验结果可以看出：再生镁合金铸件耐腐蚀性能随着回收料比例的增加而降低。
这主要是由于再生镁合金中夹杂物的增多所致，一般这些夹杂物为Ｍｇ、Ａｌ 元素的氧化物，另外还有Ｍｎ、Ｎａ、Ｚｎ 等微量元素的存在，它们都易于和盐水反应，从而导致耐腐蚀性能降低，因此对镁合金夹杂的处理是再生镁合金得以利用的关键因素之一。
５．气体喷吹精炼法
根据上面研究结果，以及为了提高再生镁合金的综合性能，自行研究设计了镁合金气体喷吹熔剂精炼装置及工艺，用此装置对镁合金废料进行精炼，精炼后镁合金的金相组织如图６ 所示，从金相显微照片中可以看出：精炼后的再生镁合金中夹杂物颗粒非常细小甚至
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科 技
Science ＆Technology
图３ 差热分析结果
图４ ４ ＃
试样的再生镁合金微区成分分析
表３ 杂质ＥＤＡＸ 成分分析 单
位：％
表４ 拉伸试验结果 单
位：ＭＰａ、％
（ａ）１ ＃ 试样 （ｂ）４ ＃
试样
图５ 拉伸试样断口照片
近乎没有，β相分布均匀。
将精炼后的镁合金进行拉伸和腐蚀试验，其抗拉强度、屈服强度和伸长率都大大提高；其盐雾腐蚀等级为９．８～６．０，与传统精炼工艺生产的再生镁合金相比，其耐腐蚀性提高了一到两个等级。
三、结论
（１）再生镁合金中夹杂物随着回收料增加其数量变化为０．４％～３．０％；回
收料比例增加到５０％后，夹杂物发生集聚，尺寸增大；形状由类圆形变为多角形；其成分主要为Ｍｇ、Ａｌ 的氧化物和熔剂夹杂，同时伴有气孔产生。
（２）重熔温度低时，镁合金的再生组织与原料组织相比没有明显变
化；当重熔温度高时，镁合金再生组织逐渐细化，树枝晶明显增加，组织遗传性降低。
（３）再生镁合金的各项力学性能和抗腐蚀性能随着回收料的比例增加而降低，其中力学性能最大降幅达到１／３ 。
（４）经过气体喷吹熔剂精炼的再生镁合金，其力学性能和抗腐蚀性能都达到新镁合金标准的要求。
参考文献
［１］ 黄晓锋，周宏，何镇明．ＡＺ９１Ｄ加铈阻燃镁合金氧化膜结构分析． 中国稀土学报，２００２，２０（１）：４９ ～ ５２
［２］ 刘正，张奎，曾小勤著． 镁基轻质合金理论基础及其应用． 北京：机械工业出版社，２００２．［３］ 张诗昌，魏伯康，林汉同． 镁合金中的ＭｇＯ夹杂物及熔剂精炼过程的研究． 铸造，２００３（７）：
４８８ ～ ４９１
图６ 精炼后镁合金的组织
表５
盐雾腐蚀结果。