浅谈镁合金材料的热处理方法
【电镀技术】详解镁合金的四种防腐蚀处置方法
【电镀技术】详解镁合金的四种防腐蚀处置方法镁合金防腐蚀的方法主要有四种，分别是：化学转化处置、阳极氧化、金属涂层、激光处置。
化学转化处理镁合金的化学转化膜按溶液可分为：铬酸盐系、有机酸系、磷酸盐系、KMnO4系、稀土元素系和锡酸盐系等。
传统的铬酸盐膜以Cr为骨架的结构很致密，含结构水的Cr则具有很好的自修复功能，耐蚀性很强。
但Cr具有较大的毒性，废水处理成本较高，开发无铬转化处理势在必行。
镁合金在KMnO4溶液中处理可得到无定型组织的化学转化膜，耐蚀性与铬酸盐膜相当。
碱性锡酸盐的化学转化处理可作为镁合金化学镀镍的前处理，取代传统的含Cr、F或CN等有害离子的工艺。
化学转化膜多孔的结构在镀前的活化中表现出很好的吸附性，并能改镀镍层的结合力与耐蚀性。
有机酸系处理所获得的转化膜能同时具备腐蚀保护和光学、电子学等综合性能，在化学转化处理的新发展中占有很重要的地位。
化学转化膜较薄、软，防护能力弱，一般只用作装饰或防护层中间层。
阳极氧化阳极氧化可得到比化学转化更好的耐磨损、耐腐蚀的涂料基底涂层，并兼有良好的结合力、电绝缘性和耐热冲击等性能，是镁合金常用的表面处理技术之一。
传统镁合金阳极氧化的电解液一般都含铬、氟、磷等元素，不仅污染环境，也损害人类健康。
近年来研究开发的环保型工艺所获得的氧化膜耐腐蚀等性能较经典工艺Dow17和HAE有大程度的提高。
优良的耐蚀性来源于阳极氧化后Al、Si等元素在其表面均匀分布，使形成的氧化膜有很好的致密性和完整性。
一般认为氧化膜中存在的孔隙是影响镁合金耐蚀性能的主要因素。
研究发现通过向阳极氧化溶液中加入适量的硅-铝溶胶成分，一定程度上能改善氧化膜层厚度、致密度，降低孔隙率。
而且溶胶成分会使成膜速度出现阶段性快速和缓慢增长，但基本上不影响膜层的X射线衍射相结构。
但阳极氧化膜的脆性较大、多孔，在复杂工件上难以得到均匀的氧化膜层。
金属涂层镁及镁合金是最难镀的金属，其原因如下：(1)镁合金表面极易形成的氧化镁，不易清除干净，严重影响镀层结合力(2)镁的电化学活性太高，所有酸性镀液都会造成镁基体的迅速腐蚀，或与其它金属离子的置换反应十分强烈，置换后的镀层结合十分松散(3)第二相(如稀土相、γ相等)具有不同的电化学特性，可能导致沉积不均匀(4)镀层标准电位远高于镁合金基体，任何一处通孔都会增大腐蚀电流，引起严重的电化学腐蚀，而镁的电极电位很负，施镀时造成针孔的析氢很难避免(5)镁合金铸件的致密性都不是很高，表面存在杂质，可能成为镀层孔隙的来源。
镁合金表面处理的研究现状
镁合金表面处理的研究现状一.概述镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。
其特点是：密度小、比强度高、刚性好、弹性模量大、消震性好、刚性好、承受冲击载荷能力比铝合金大、刚性好、耐有机物和碱的腐蚀性能好。
主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。
目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。
主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。
在实用金属中是最轻的金属,镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。
但是，镁的应用和研究相对其它金属严重滞后，原因在于其韧性低、高温性能和耐腐蚀性能差，而且加工成形比较困难。
与铝、钛能生成自愈钝化膜不同，镁表面生成的氧化膜疏松多孔，不能对基体起有效保护作用，因此，在潮湿的空气、含硫气氛和海洋大气中，镁均会遭受严重的化学腐蚀，这极大地阻碍了其广泛应用。
通过合金化的方法来改善其性能，特别是期望发现“不锈镁”的努力至今还没有取得进展。
所以，镁合金零件在使用前须经过一定的表面改性或涂层处理。
目前，电化学镀层、转化膜等工艺技术已经应用于镁合金的防护，气相沉积涂层、涂覆、表面热处理等方法也受到密切关注，高能束熔覆等新技术也被尝试应用于镁合金表面性能的提高。
二.表面处理方法1.电镀和化学镀技术镁合金表面镀镍技术分为电镀和化学镀两种。
由于镁合金化学活性高，在酸性溶液中易被腐蚀，因此镁合金电沉积技术与铝合金电沉积技术有着显著的差异。
目前，镁合金电镀工艺技术有两种工艺：浸锌-电镀工艺和直接化学镀镍工艺。
为了防止镁合金基体在酸性溶液中被过度腐蚀，需要在处理前溶液中添加F-(F-与电离生成的Mg2+形成MgF2沉淀，吸附在镁合金基体表面可以防止基体过度腐蚀。
镁合金表面化学镀Ni-P合金是一种很成熟的工艺。
通常化学镀方法制备的Ni-P合金层是非晶态的，这层致密的非晶态Ni-P合金层可以有效地防止镁合金基体被腐蚀。
结合使用化学镀镍技术和滚镀技术可以在镁合金基体上形成一层晶态的Ni-P合金层。
镁合金铸件
镁合金铸件
镁合金铸件是由镁合金材料制成的铸件，是一种常见的金属铸造
工艺。
镁合金具有密度低、强度高、刚性好、导热性能好等优点，因
此被广泛应用于航空航天、汽车、电子、电器等领域。
镁合金铸件的制造过程一般包括材料准备、模具设计、熔炼和浇注、冷却和回复以及后处理等步骤。
首先，将合适比例的镁合金原料
混合，并通过加热熔炼的方式得到熔融的镁合金液态材料。
然后，将
熔融的镁合金通过浇注的方式倒入预先设计好的模具中，待凝固后即
可获得所需的铸件形状。
冷却和回复过程有助于提高铸件的力学性能
和表面质量。
最后，还需要进行去毛刺、修整、热处理等后处理步骤，以使铸件达到设计要求。
镁合金铸件具有重量轻、强度高、刚性好、耐腐蚀等优势，因此
在航空航天和汽车领域得到广泛应用。
随着镁合金材料和铸造工艺的
不断进步，镁合金铸件在其他领域也逐渐应用，如电子产业中的手机壳、电器领域的散热器等。
镁合金的塑性变形及再结晶热处理对其组织性能的影响
4
轧制前的平均晶粒尺寸约40um， 15%压下量轧制并退火后平均晶粒
3.3 EX-AZ31B: tensile properties on different directions
TD 45
TD
orientation
σb/ MPa
σ0.2/ MPa
δ/ %
ED
280.0
200.4
13.2
ED
45°
258.0
125.2
19.0
TD
276.0
107.4
16.2
ED
350
➢ 有色金属材料制品中70%以上是板、带材，轧制变形 镁合金板材的研究和加工技术的突破对开发变形镁合 金产品有重要促进作用。
2、变形镁合金塑性变形原理
➢ 镁合金的塑性变形特征：HCP晶体结构及c/a轴比值造成镁的 塑性变形困难。
➢ 塑性变形机制：滑移、孪生、超塑性； ➢ 板材塑性加工方法：热加工、温加工、冷(常温)加工；
压下量
14
退火工艺
15%
30%
45%
55%
12
200度退火1h
8.9um
6.9um
5.8um
4.9um
10
400度退火5min
12.1um
8.2um
7.5umum
9.2um
7.8um
7.0um
6
annealing1h at 2000c annealing1h at 3500c
0.01 s-1
0.1 s-1
1 s-1
5s-1
10s-1
1
σ
1 0.0227
l 82
n
Z 5.5 5 1 01 2
热处理-有机覆膜预处理镁合金表面的快速仿生矿化研究
热处理-有机覆膜预处理镁合金表面的快速仿生矿化研究[摘要]本文研究了热处理-有机覆膜处理对镁合金在不同模拟体液中仿生矿化过程的影响。
实验首先比较了未处理、热处理-有机覆膜预处理后的镁合金az91d试样在模拟体液（simulated body fluid，sbf）中的腐蚀速率和对溶液ph的影响。
然后提高sbf中的某些离子浓度，研究未处理和预处理试样在改性模拟体液（modified sbf， m-sbf）中的仿生矿化行为。
研究结果表明，经过热处理-有机覆膜预处理的az91d试样在sbf溶液中的耐蚀性有较大的提高，有机覆膜的离子诱导作用以及m-sbf溶液中充足的离子供给使羟基磷灰石涂层在试样表面快速、均匀生长。
[关键词]镁合金预处理腐蚀仿生矿化羟基磷灰石中图分类号：tg178文献标识码：a文章编号：1009-914x（2013）17-0097-03镁合金作为一种潜在的人体植入材料，具有优越的生物相容性和力学相容性[1-2]。
它有较好的抗凝血和血液相容性，能促进骨细胞的生成和加速骨折的愈合，不必担心微量金属离子对细胞的毒性[3]。
镁合金的密度（～1.80 g/cm3）与人体密质骨的密度（～1.75 g/cm3）相近；强度和弹性模量等综合力学性能也与人体骨相近，能够有效避免应力阻挡效应[4，5]。
从上世纪就有科学家曾尝试将纯镁用于整形与外伤的手术中[6，7]。
然而，镁合金在人体环境中腐蚀速率过快，所产生的大量气体容易引起皮下鼓泡，导致手术失败[8]。
因此，镁合金在人体中的耐腐蚀研究显得异常关键。
要解决医用镁合金的耐腐蚀性问题，就需要研究镁合金表面改性的方法。
但是，目前关于生物医用镁合金表面改性的报道较少，大部分研究集中于医用纯镁的研究[9]。
目前，医用纯镁表面改性方法主要包括仿生矿化法、激光熔覆、等离子喷涂、电泳沉积等。
与其他表面改性技术相比，仿生矿化法具有所需设备简单、操作方便、沉积工艺易控制等特点[9，10]。
镁合金的热处理工艺与力学性能改善
镁合金的热处理工艺与力学性能改善镁合金作为一种轻量化材料，在航空航天、汽车制造等领域有着广泛的应用。
然而，镁合金在实际应用中存在一些问题，如低强度、低韧性和不良的耐腐蚀性能。
因此，研究镁合金的热处理工艺，以提高其力学性能，具有重要意义。
本文将介绍镁合金的热处理工艺以及力学性能改善的方法。
热处理是一种通过控制材料的加热和冷却过程，改变其晶体结构和性能的方法。
对于镁合金的热处理，主要包括固溶处理、时效处理和变形加工。
首先，固溶处理是指将镁合金加热到高温区，使合金中的固态溶质元素溶解在镁基体中，然后快速冷却。
这一步骤能够消除合金中的析出相和晶界相，提高合金的强度和塑性。
同时，通过调节固溶温度和时间，还可以控制合金的晶粒尺寸，从而进一步提高其力学性能。
其次，时效处理是在固溶处理后将镁合金再次加热到较低的温度，保持一定的时间，使合金中的溶质元素重新析出形成弥散的析出相。
时效处理可以提高镁合金的强度和硬度，同时还能增加合金的韧性和耐腐蚀性能。
不同类型的镁合金需要在不同的时效温度和时间下进行处理，以获得最佳的力学性能。
最后，变形加工是通过机械或热加工使镁合金发生塑性变形，从而改变其晶体结构和力学性能。
常用的变形加工方式包括挤压、拉伸、压缩等。
通过变形加工，可以使晶粒细化，提高材料的塑性，并改善其力学性能。
除了热处理工艺，还有其他一些方法可以改善镁合金的力学性能。
例如，合金化是通过添加适量的合金元素，如锆、铝、锡等，来改善镁合金的强度和韧性。
同时，采用纳米颗粒强化技术和表面改性技术，也可有效增强镁合金的力学性能和耐腐蚀性能。
总结起来，镁合金的热处理工艺和力学性能改善涉及到固溶处理、时效处理、变形加工以及其他一些方法的综合应用。
通过合理选择和控制这些工艺参数，可以显著提高镁合金的强度、塑性和耐腐蚀性能，满足实际工程应用的需求。
进一步的研究和探索，将有助于推动镁合金材料的发展与应用。
镁合金的热处理工艺与力学性能优化
镁合金的热处理工艺与力学性能优化在当今工业领域中，镁合金由于其优异的力学性能和较低的密度而备受关注。
然而，镁合金的综合性能受到热处理工艺的影响，在工业应用中具有重要意义。
本文将探讨镁合金的热处理工艺及力学性能优化的方法。
一、热处理工艺的基本原理热处理是指通过加热和冷却等工艺操作，改变材料的显微组织和力学性能。
对于镁合金而言，主要包括固溶处理和时效处理两个阶段。
1. 固溶处理固溶处理是指通过加热镁合金到一定温度，使其固解体中的非稳定相或析出相溶解于基体中，形成固溶体。
镁合金的固溶温度通常在450℃-500℃范围内，时间取决于合金的成分和厚度。
2. 时效处理时效处理是在固溶处理完成后，将材料进行特定温度下的保温处理，以实现析出相的形成和析出相粒子尺寸的增长。
时效温度通常在100℃-250℃之间，时间也根据合金的具体需求进行调控。
二、热处理对力学性能的影响热处理对镁合金的力学性能有着显著影响，主要体现在以下几个方面：1. 强度与硬度通过适当的固溶处理和时效处理，能够提高镁合金的抗拉强度和硬度。
适当的固溶处理有助于消除合金中的组织缺陷，提升结晶度和强度，而时效处理则能进一步提高合金的硬度。
2. 韧性在热处理过程中，通过调控固溶温度和时效时间，可以使镁合金中析出相的尺寸和分布均匀化，从而提高合金的韧性。
均匀分布的析出相能够限制晶界滑移和裂纹扩展，从而提高镁合金的抗拉伸性能。
3. 耐蚀性适当的热处理工艺能够改善镁合金的耐蚀性能。
通过固溶处理和时效处理可以调控合金中的析出相含量和类型，进而改善合金的耐蚀性能。
例如，合金中的镁铝相能够提高合金的耐蚀性。
三、力学性能优化的方法为了优化镁合金的力学性能，可以采取以下几种方法：1. 优化热处理工艺参数通过调节固溶和时效处理的温度、时间和冷却速率等工艺参数，可以获得适合特定应用需求的镁合金。
不同合金成分对应不同的热处理参数，因此需要对不同合金进行个性化的热处理优化。
2. 添加合金元素通过添加适量的合金元素，如铝、锌、锰等，可以调节镁合金的相结构、晶粒尺寸和析出相的类型，从而优化合金的力学性能。
镁合金的热处理与力学性能研究
镁合金的热处理与力学性能研究镁合金作为一种轻质高强度材料，具有广泛的应用前景。
但是，由于镁合金的低熔点和高固溶度，使得其在加工和使用过程中容易发生晶粒长大、力学性能下降等问题。
因此，研究镁合金的热处理方法以及其对力学性能的影响，对于进一步提高镁合金的应用性能具有重要意义。
一、热处理方法1. 固溶处理固溶处理是对镁合金进行热处理的一种常用方法。
通过在高温下加热镁合金，使其中的合金元素溶解于基体中，然后在适当的速度下冷却，从而达到改善镁合金组织和性能的目的。
2. 时效处理时效处理是指在固溶处理后，将镁合金在适当的温度下保持一段时间，以促进析出相的形成和组织的稳定。
3. 淬火处理淬火处理是通过将加热至高温的镁合金迅速冷却至常温，以改变其组织和性能的方法。
淬火能够使镁合金中的相转变、晶粒细化，并提高材料的强度和硬度。
二、热处理对力学性能的影响1. 强度和硬度的提高热处理能够减少镁合金中的晶界、亚晶界和位错，促使其晶粒细化，从而提高了材料的强度和硬度。
此外，通过合理的热处理方法，还能促使析出相的形成，进一步提高镁合金的力学性能。
2. 可塑性的改善热处理能够改善镁合金的可塑性，降低其断裂韧性，从而增加了材料的加工性能。
通过热处理使镁合金中的晶粒细化和析出相的形成，能够提高材料的成形能力，减少加工过程中的损伤和断裂。
3. 耐腐蚀性能的提升热处理可以减少镁合金中的含氧化物和含气孔，改善材料的表面质量和耐腐蚀性能。
热处理还能够促使形成致密的氧化膜，提高材料的耐蚀性和耐氧化性。
三、热处理工艺优化的研究针对不同类型的镁合金，研究者通过调整热处理工艺参数，优化镁合金的组织和性能。
例如，通过改变固溶处理温度、时效处理时间和淬火速度等工艺参数，可以实现镁合金力学性能的最佳化。
此外，还可以通过引入微合金元素、添加合适的强化相等方法来改善镁合金的力学性能。
研究者们也通过采用不同的热处理方法结合其他表面处理技术，如电沉积、喷涂等，进一步提高镁合金的耐腐蚀性、磨损性和疲劳寿命等。
第五章-镁合金的热处理
第5章镁合金的热处理热处理是改善或调整镁合金力学性能和加工性能的重要手段。
镁合金的常规热处理工艺分为退火和固溶时效两大类。
其中一些热处理工艺可以降低镁合金铸件的铸造内应力或淬火应力，从而提高工件的尺寸稳定性。
镁合金能否进行热处理强化完全取决于合金元素的固溶度是否随温度变化。
当合金元素的固溶度随温度变化时，镁合金可以进行热处理强化。
根据合金元素的种类，可热处理强化的铸造镁合金有六大系列，即Mg-A1-Mn系（如AM100A）、Mg-A1-Zn系（如AZ63A、AZ81A、AZ91C和AZ92A等）、Mg-Zn-Zr系（如ZK51A和ZK6A等）、Mg-RE-Zn-Zr系（如EZ33A和ZE41A）、Mg-Ag-RE-Zr系（如QE22A）和M-Zn-Cu系（如ZC63A）；可热处理强化的变形镁合金有三大系列，即Mg-Al-Zn系（如AZ80A）、Mg-Zn-Zr系（如ZK60A）和Mg-Zn-Cu系（如ZC71A）。
某些热处理强化效果不显著的镁合金通常选择退火作为最终热处理工艺。
镁合金热处理的最主要特点是固溶和时效处理时间较长，其原因是因为合金元素的扩散和合金相的分解过程极其缓慢。
由于同样的原因，镁合金淬火时不需要进行快速冷却，通常在静止的空气中或者人工强制流动的气流中冷却。
5 .1 热处理类型和选择镁合金基本热处理类型的符号见表2-7。
铸造镁合金和变形镁合金都可以进行退火（T2）、人工时效（T5）、固溶（T4）以及固溶加人工时效（T6、T61）处理，其热处理规范和应用范围与铸造铝合金的基本相同。
镁合金的扩散速度小，淬火敏感性低，从而可以在空气中淬火；个别情况下也可以采用热水淬火（如T61），其强度比空冷T6态的高。
绝大多数镁合金对自然时效不敏感，淬火后能在室温下长期保持淬火状态。
同时镁合金的人工时效温度也比铝合金的高，达到448~523K。
另外，镁合金的氧化倾向比铝合金大，因此加热炉中应保持中性气氛或通人保护气体以防燃烧。
第三章 镁及镁合金的热处理
基础，其中铝、锌是主要合金元素。它们与镁构
成共晶系相图。
3.2 镁的合金化
Mg-Al系共晶温度为437℃，L→δ(Mg)+γ,共晶成
分为32.3%Al,γ相为Mg17Al12，具有与α－Mn相同
的立方晶体结构， α＝1.0469～1.0591nm。铝在
镁中的溶解度在437℃时为12.6％,并随温度下降
3.1.2 镁合金的特点
①比强度、比刚度均很高。比强度明显高于铝合 金和钢，比刚度与铝合金和钢相当；而远远高于 工程塑料。 ②弹性模量较低。当受到外力时，应力分布将更 均匀，可以避免过高的应力集中。在强烈范围内 承受冲击载荷时，所吸收的能量比铝高50％左右。 所以，镁合金适应于制造承受猛烈冲击的零件。 此外，镁合金受到冲击或摩擦时，表面不会产生 火花。
故Mg-Nd系合金时效强化效果最显著。
Mg-RE系的时效产物弥散度高，与硬化峰值相对应的时效 组织在普通光学显微镜下难以分辨，只是在晶界处有较深
的浸蚀色，是由于强化相优先在晶界析出所致。
工业用Mg-RE合金中常常添加少量锌，除有补充固溶强化 作用外，还能增加时效硬化效应。此时，强化相Mg9RE中
3.2 镁的合金化
镁合金一般按化学成分、成形工艺和是否含锆三种方式分 类。
①按化学成分，镁合金可分为二元、三元或多元合金系。 大多数镁合金都含有不止一种合金元素，为了简化和突出 合金中的最主要元素，一般习惯上总是依据Mg与其中一 个主要合金元素，将镁合金划分为二元合金系：Mg-Mn、 Mg-Al、Mg-Zn等。 ②按成形工艺镁合金可分为两大类，即铸造镁合金和变形 镁合金。 ③依据合金中是否含锆，镁合金又可以划分为含锆和不含 锆两大类。
镁及镁合金
（2）根据成形工艺不同，镁合金可分为铸造镁合金和变形镁合金，两者在成分和组织性能上 有很大差别。表8-2和表8-3列出了一些变形镁合金和铸造镁合金的主要化学成分。
表8-2 变形镁合金的主要化学成分（摘自GB/T 5153—2016）
牌号 AZ40M ME20M ZK61M AZ80M WE83M LA43M
由于镁及其合金的比重低，在航空、航天领域中有非常 好的减重效果。早在20世纪20年代镁合金就用于制造飞机螺 旋桨。随着时间的推移，还开发出了适用于航空、航天的多 种镁合金系列，并广泛用于制造飞机、导弹、飞行器中的许 多零部件。
目前，电子器件向轻、薄、小型化方向发展，因此要求其制备 材料具有密度小、强度和刚度高、抗冲击性和减振性好、电磁屏蔽 能力强、散热性能好、易于加工成形、美观耐用、利于环保等特点。 因此，镁及其合金成为了理想的材料。近十年来，世界上电子工业 发达的国家，特别是日本和欧美一些国家在镁及其合金产品的开发 应用上取得了重要进展，一大批重要电子产品使用了镁及其合金， 取得了理想效果。
1 镁合金的分类
镁合金可根据合金化学成分、成形工艺和是否含锆三个方面进行分类。 （1）根据合金化学成分不同，镁合金主要划分为Mg-Al，Mg-Mn，Mg-Zn，MgRE，Mg-Zr，Mg-Li，Mg-Th等二元系，以及Mg-Al-Zn，Mg-Al-Mn，Mg-Zn-Zr，MgRE-Zr等三元系及其他多组元系镁合金。
镁合金热处理时，在工艺上应特别注意防 止零件在加热过程中发生氧化和燃烧。
3 镁合金的应用
由于镁及其合金具有密度和熔点低、比强度高、减振性和抗冲击性好、电磁屏蔽 能力强等优点，在汽车、通信、电子、航空航天、国防和军事装备、交通、医疗器械、 化工等行业得到了广泛的应用。
镁合金热处理简介
镁合金热处理各位领导、同事们：很荣幸能在这里和大家共同学习。
感谢公司领导给予我的机会！我进入公司的这两年多时间，从事了镁合金熔炼、铸造、压力加工、热处理等方面的一些工作。
今天，仅就自己在镁合金热处理方面工作、学习的部分收获及心得，与各位进行讨论。
由于水平有限，错误与不当处在所难免，请各位不吝赐教。
固态金属（包括纯金属及合金）在温度和压力改变时，组织和结构会发生变化，统称为金属固态相变。
金属中固态相变的类型很多，有的金属在不同的条件下会发生几种不同类型的转变。
例如钢铁的奥氏体、铁素体转变。
掌握金属固态相变规律及影响因素，采取措施控制相变过程，以获得预期组织，从而使其具有预期的性能。
常用的措施包括特定的加热和冷却工艺，也就是热处理。
钢铁的淬火，为的是快速冷却以保持其高温相，从而达到所需要的性能。
对于镁合金，常采用的热处理方式包括：均匀化退火（扩散退火）、固溶（淬火）（T4）、时效（T5）、固溶+时效（T6）、热水淬火+时效（T61）、去应力退火、完全退火等。
这里做以下方面简要介绍：1.均质化退火，其目的是消除铸件在凝固过程中形成的晶内偏析。
那么，晶内偏析是如何形成的呢？这个，我们就需要了解结晶凝固过程，下图1为镁合金相图中最普通的Mg-Al相图：以AZ61为例，从相图中我们可以看到，从液相线开始，熔体开始凝固，形核随着温度下降开始长大，在每一个温度点，液相和固相图1 Mg-Al相图成分分别对应于该温度时的液相线和固相线所对应的成分。
造成了晶粒随温度下降而长大过程中的成分不均匀，也就是晶内偏析。
均质化退火，主要作用就是将铸件加热到一定温度，使物质迁移作用明显，消除晶粒内浓度梯度。
对于固溶、时效等热处理手段，更确切的来说，是利用合金元素在基体中溶解度随温度变化这一属性。
2.固溶处理。
基体不发生多型转变的合金系，室温平衡组织为α+β，α为基体固溶体，β为第二相。
当合金加热到一定温度是，β相将溶于基体而得到单相α相固溶体，这就是固溶化。
热处理工艺对镁合金材料的力学性能和耐热性的优化
热处理工艺对镁合金材料的力学性能和耐热性的优化热处理工艺对镁合金材料的力学性能和耐热性的优化镁合金由于其优异的性能，如低密度、高比强度、良好的自锁性能和抗冲击性能等，在航空、汽车、电子等领域得到广泛应用。
然而，由于镁合金材料的低熔点和高灵敏度，其力学性能和耐热性需要通过热处理工艺进行优化，以满足不同应用领域的需求。
热处理工艺是通过控制材料的温度和冷却速率来改变其组织和性能的过程。
对于镁合金材料来说，最常用的热处理工艺包括固溶处理、时效处理和退火处理。
固溶处理是将合金加热至固溶温度以上，使合金元素均匀溶解在溶液中，然后通过快速冷却来固定组织。
时效处理是在固溶处理完毕后，将合金加热至较低的温度，通过时间来调整组织和性能。
退火处理是将合金加热至较高的温度，然后在较慢的冷却速率下，使组织得到重新恢复。
热处理工艺对镁合金材料的力学性能的优化具有显著的影响。
通过固溶处理可以提高镁合金材料的塑性，使其具有更好的可加工性。
固溶处理可以消除材料中的残余应力和缺陷，从而提高其抗拉强度和延伸率。
时效处理可以通过组织的时效硬化来增加材料的强度和硬度。
退火处理可以通过消除材料中的应力和缺陷，使其具有更好的塑性和韧性。
热处理工艺对镁合金材料的耐热性的优化同样具有重要的作用。
镁合金材料具有低熔点和高活化能，容易在高温下发生蠕变和热裂敏化等问题。
通过热处理工艺，可以改变材料的晶粒尺寸和晶界的特性，从而提高材料的耐高温性能。
固溶处理可以减小晶粒尺寸，提高材料的界面密度，从而提高材料的耐蠕变性能。
时效处理可以通过析出相的形成来增加材料的强度和耐蠕变性能。
退火处理可以消除材料中的残余应力和缺陷，从而提高材料的抗热裂敏化性能。
总的来说，热处理工艺对镁合金材料的力学性能和耐热性的优化具有重要的作用。
通过合理的热处理工艺，可以提高镁合金材料的可加工性、强度、硬度、塑性和韧性，并增加材料的耐高温性能。
然而，热处理工艺的优化需要充分考虑材料的成分、组织和性能需求，确保最终的产品能够满足实际应用的要求。
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。
固溶处理的作用有哪些
固溶处理的作用有哪些
在材料工程领域，固溶处理是一种重要的热处理方法，通过该方法可以改善金属和合金的性能，提高其力学性能、耐腐蚀性能等。
固溶处理主要适用于各种合金材料，尤其是铝合金、镁合金等。
固溶处理的作用是多方面的，下面将详细介绍几点固溶处理的作用。
固溶处理的第一个作用是溶质原子在晶格中的扩散。
在固溶处理过程中，固溶体中的溶质原子从高浓度区向低浓度区扩散，通过固溶处理可以使合金中的溶质原子均匀地分布在基体晶格中，增大固溶体的固溶度，从而提高合金的强度和硬度。
第二个作用是改变晶体结构和减少晶界。
固溶处理可以导致晶粒的再结晶和长大，从而消除原有晶粒的缺陷和畸变，提高晶界的能量，减少晶界的数量，提高合金的晶界强度和晶粒的尺寸，使合金的塑性和韧性得到改善。
第三个作用是消除合金的析出相。
在合金中，一些溶质元素在固溶处理后可能会形成析出相，这些析出相会对合金的性能产生不利影响。
固溶处理可以使合金中的溶质原子重新溶解到基体晶格中，减少析出相的含量，改善合金的性能。
最后，固溶处理还可以提高合金的耐热性和抗氧化性。
通过固溶处理，合金中的溶质原子得以均匀分布在晶格中，增大固溶体的固溶度，提高合金的热稳定性和抗氧化能力，使合金在高温环境下具有良好的性能表现。
总的来说，固溶处理是一种重要的热处理方法，其作用不仅包括溶质原子的扩散、晶体结构的改变、析出相的消除等，还可以提高合金的耐热性和抗氧化性能，从而改善合金的力学性能和耐腐蚀性能。
固溶处理在材料加工和制造过程中具有重要的应用价值，对提高材料性能起着至关重要的作用。
1。
镁合金热处理冷却方式
镁合金热处理冷却方式
镁合金热处理是一种通过改变合金的组织和性能来提高其力学性能和耐腐蚀性的方法。
而冷却方式是热处理中非常重要的一环，它可以影响合金的组织结构和性能。
常见的镁合金热处理冷却方式包括自然冷却（AC）和强制冷却（QC）两种类型。
自然冷却一般在热处理结束后，将材料从高温炉中取出，让其自然冷却至室温。
这种冷却方式简单易行，成本低廉，但其效果难以控制，可能会导致材料内部的应力和变形。
强制冷却一般采用水，气体或油等介质来迅速冷却热处理后的材料。
这种冷却方式可以有效控制材料内部应力和变形，但同时也会导致材料的表面和内部组织结构的不均匀性。
因此，在选择强制冷却方式时，需要根据具体情况进行选择，并进行相应的优化设计。
总之，选择合适的冷却方式对于镁合金热处理来说非常重要，它不仅可以影响材料的力学性能和耐腐蚀性能，也可以保证其质量和可靠性，在实际应用中发挥更好的作用。
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浅谈镁合金材料的热处理方法
摘要：镁在地壳中的含量很高，但由于纯镁的抗拉强度和硬度很低，所以在生产生活中一般通过加入合金元素，与镁形成固溶体进而提高其力学性能。
除此以外镁合金还可进行热处理，主要包括T2、T4、T5、T6 等热处理方法，改善合金使用性能和工艺性能、发挥材料潜力的一种有效的方法。
镁合金热处理的目的是在不同程度上改善它的力学性能，比如抗拉强度、屈服强度、硬度、塑性、冲击韧性和伸长率等。
镁是在自然界中分布最广的十个元素之一，在地壳中是第八丰富的元素，约占地球壳层质量的1.93%。
其在海洋质量含量为0.13% 。
镁的抗拉强度和硬度很低。
一般通过加入合金元素，与镁形成固溶体，或是在固溶体中加入一定数量的过剩强化相来强化合金，即固溶强化和第二相强化[1] 。
除此加入合金元素外还可以通过热处理来提高
镁合金的性能[2] 。
热处理是改善合金使用性能和工艺性能、发挥材料潜力的一种有效的方法。
镁合金热处理的目的是在不同程度上改善它的力学性能，比如抗拉强度、屈服强度、硬度、塑性、冲击韧性和伸长率等。
其热处理方法有以下几类：T1—部分固溶加自然时效；T2 —铸后退火；T3—固溶加冷加工；T4 —固溶处理；T5—人工时效；T6—固溶处理加人工时效；T7 —固溶处理加稳定化处理；T8 —固溶处理、冷加工加人工时效。
其中最常用的为T2 、T4、T5、T6 热处理方法。
关键词：镁合金热处理材料成型
一、T2 、T 4、T 5、T 6 热处理方法
1 T
2 处理
又称均质化退火，其目的是消除铸件在凝固过程中形成的晶内偏析。
减小或消除变形镁合金制品在冷热加工、成形、校正和焊接过程中产生的残余应力，也可以消除铸件或铸锭中的残余应力。
凝固过程中模具的约束、热处理后冷却不均匀或者淬火引起的收缩等都会导致镁合金铸件中出现残余应力。
此外，机加工过程中也会产生残余应力，所以在最终机加工前最好进行中间去应力退火处理。
2 T4 处理[3]
T4即固溶处理后进行自然时效。
镁合金中合金元素固溶到A—Mg 基体中形成固溶体时，镁合金的强度、硬度会得到提高，称为固溶强化，而这个过程就称为固溶处理。
加热温度越高，镁合金中强化相和合金元素溶解得也就越充分，固溶处理后的力学性能也就越高。
固溶过程中，保温时间与加热温度相互关联的，加热温度越高，保温时间就相对越短。
然而加热温度过高或者保温
时间过长，合金基体组织就会发生粗化甚至过烧现象，这样将导致合金的力学性能的下降。
为了获得最大的过饱和固溶度，同时又使基体不至于过烧，加热温度通常只比固相线低5～10℃。
3 T5处理
T4即时效处理，将固溶处理后的过饱和固溶体置于一定温度下，放置一定的时间后过饱和固溶体将会发生分解，引起合金的强度和硬度大幅度提高，这个过程称之为时效处理。
其本质是脱溶或沉淀，让固溶体中的溶质脱离出来，以沉淀相析出。
固溶处理后获得的都是过饱和固溶体，有分解的趋势，在一定的温度下，过饱和的溶质便会以B相脱溶出来，弥散分布在A相基体中。
能够起钉扎作用，对材料内部滑移、孪晶等起到阻碍作用。
4 T6处理
此种方法即是将镁合金进行固溶处理后进行人工时效。
通过以上的热处理方法可以提高镁合金的抗拉强度、屈服强度、硬度、塑性、冲击韧性和伸长率等性能。
二、固溶和时效
1、固溶处理
要获得时效强化的有利条件，前提是有一个过饱和固溶体。
先加热到单相固溶体相区内的适当温度，保温适当时间，使原组织中的合金元素完全溶入基体金属中，形成过饱和固溶体，这个过程就称为固溶热处理。
由于合金元素和基体元素的原子半径和弹性模量的差异，使基体产生点阵畸变。
由此产生的应力场将阻碍位错运动，从而使基体得到强化。
固溶后屈服强度的增加将与加入溶质元素的浓度成二分之一次方比。
根据Hmue-Rothery规则，如果溶剂与溶质原子的半径之差超过14%～15%，该种溶剂在此种溶质中的固溶度不会很大。
而Mg的原子直径为3.2nm，则Li，Al，Ti，Cr，Zn，Ge，Yt，Zr，Nb，Mo，Pd，Ti，Pb，Bi等元素可能在Mg 中会有显著的固溶度。
另外，若给定元素与Mg的负电性相差很大，例如当Gordy 定义的负电性值相差0.4以上（即∣xMg-x∣>0.4）时，也不可能有显著的固溶度。
因为此时Mg和该元素易形成稳定的化合物，而非固溶体。
2、人工时效
沉淀强化是镁合金强化（尤指室温强度）的一个重要机制。
在合金中，当合金元素的固溶度随着温度的下降而减少时，便可能产生时效强化。
将具有这种特征的合金在高温下进行固溶处理，得到不稳定的过饱和固溶体，然后在较低的温度下进行时效处理，即可产生弥散的沉淀相。
滑动位错与沉淀相相互作用，使屈服强度提高，镁合金得到强化：
Tyield=（2aGb）/L+τa （1）
式中Tyield为沉淀强化合金的屈服强度；τa为没有沉淀的基体的屈服强度；（2aGb/L）为在沉淀之间弯出位错所需的应力。
由于具有较低的扩散激活能，绝大多数镁合金对自然时效不敏感，淬火后能在室温下长期保持淬火状态。
部分镁合金经过铸造或加工成形后不进行固溶处理而是直接进行人工时效。
这种工艺很简单，可以消除工件的应力，略微提高其抗拉强度。
对Mg-Zn系合金就常在热变形后直接人工时效以获得时效强化效果，即可获得T5状态加工产品。
参考文献：
[1]H an B Q，Dlunand D C. Micro st ructure and mechanical pr dpert ies of magnesium co ntaining hig h volume fract io ns y tt ria dispersoids[ J] . Mater Sci Eng A，2000，P277：297.
[2]ASM. Inter nat ional Mag nesium and Magnesium Alloy[M].OH：MetalPark. 1999.
[3]张青辉. 耐热镁合金的组织与高温性能[D].成都：四川大学，2007，27～29.。