Si元素对Mg-Al-RE耐热合金性能的研究现状

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焦玉凤* 夏春艳 孙建波
佳木斯大学 材料科学与工程学院
焦玉凤：（1977高级实验师，主持黑龙江省自然科学基金一项。

耐热镁合金性能研究。

谢：本研究得到然科学基金（E2017063）（JMSURCGG2016
教育厅科研业务团队（2018
CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Aug.2020·中国科技信息2020年第15期31万～60万◎
究分析可知，Mg－4Al－4RE－0.3Si合金经过固溶处理后，原来合金中的Al11RE3相部分发生了相转变，生成块状相的Al2RE相，并且合金中还大量存在着Mg2Si相。

而Mg－4Al－4RE合金经过固溶18h后，合金形貌发生了很大的变化，增强相主要分布在晶界附近，分布在晶界附近的增强相对合金起到较好的增强作用。

Mg－Al－RE－0.3Si和Mg－Al－RE合金通过固溶时效处理后，材料的硬度值发生变化。

经过热处理后，Mg－Al－RE－0.3Si的硬度均高于Mg－Al－RE合金，其中Mg－Al－RE－0.3Si的硬度最高达到83.4，最低为77；Mg－Al－RE合金在固溶6h时效6h硬度为69.6，固溶12h时效10h硬度达到75.2。

偏析相Al2Mg在固溶处理后明显的溶解掉，晶粒经过固溶处理后明显长大，α－Mg基体中溶解了部分（Mg17Al12）相。

通过固溶处理，网状结构开始出现断网现象，直至基本溶解。

依据镁铝合金二元相图可知，固溶处理的结果即合金进入了固液两相区，473℃为β－（Mg17Al12）的存在温度，此温度下保温，晶界开始溶解，也就是第二相会逐渐的向基体中溶解。

添加Si元素后合金硬度值显著提高。

显微组织发生了明显变化，硅元素的加入改变了第二相分布的位置，通过元素的添加，在合金的基体上有第二相的分布，呈现比较均匀分散的状态，同时晶界处共晶相开始消失，并伴随少量的类似针状相形成，相由Al11RE3相转变为Al2RE相，可以达到良好的弥散强化效果，并且合金中还存在Mg2Si相，两种增强相的共同作用提高了合金硬度。

结语
（1）Mg-4Al-4RE合金由α-Mg相和Al11RE3组成；Mg-4Al-4RE-0.3Si合金由α-Mg相和Mg2Si相和Al11RE3相组成。

经过热处理的Mg-4Al-4RE合金相转变为α-Mg相和Al2RE相；经过热处理的Mg-4Al-4RE-0.3Si相转变为α-Mg相、Mg2Si相和Al2RE相；
（2）Mg－Al－RE－Si合金固溶时间为12h时效时间为6h时其硬度值最佳，硅元素的加入改变了第二相分布的位置，合金的基体上有第二相的分布，呈现比较均匀分散的状态，晶界处共晶相开始消失，少量的类似针状相形成，Al11RE3相转变为Al2RE相，可以达到良好的弥散强化效果，并且合金中还存在Mg2Si相，两种增强相的共同作用提高了合金硬度；
（3）合金中加入Si元素使其硬度有所增大，Mg－4Al－4RE－0.3Si合金和Mg－4Al－4RE合金的硬度在时效6h时为最低，在时效10h时硬度最高，使合金硬度最大的最佳的热处理工艺为固溶12h时效10h，硬度最高为83.4HBW、最低为69.0HBW。

2015）中的2.5μGy/h标准限值要求。

曝光室室顶关注点位X－γ空气吸收剂量率数值为354.2nGy/h，因该探伤室顶部人员一般无法到达，故也满足《工业X射线探伤放射防护要求》（GBZ117－2015）规定的曝光室室顶剂量率参考控制水平为100μSv/h的要求。

公众人员受照射剂量分析：根据公式H=0.7×Dr×T进行估算，其中式中H指年有效剂量当量（单位为Sv/a）；
0.7是指吸收剂量与有效剂量当量率（单位为Sv/Gy）的换算系数；Dr为γ辐射空气吸收剂量率（单位为Gy/ h）；T为年受照时间（h/a）。

保守估算时吸收剂量率取检测点位中吸收剂量率的最大值（166.7nGy/h），居留因子取1/4，该公司射线机年曝光时间最多为90h，则保守估算工人及偶然经过的公众人员年有效剂量当量H约为0.7×166.7×90×0.25=0.03mSv，低于非职业工作人员年有效剂量约束限值（1mSv/a），也低于环评报告表中所提出的年剂量管理约束值（0.1mSv）。

辐射工作人员个人剂量结果与分析：对公司辐射工作人员个人剂量进行了检测，具体做法是每90d为一个剂量片读数周期、每年检测4次。

2018年度3名辐射工作人员的年累积有效剂量分别为0.58mSv、0.64mSv、0.54mSv；2019年度3名人员的年累积有效剂量分别为0.28mSv、0.44mSv、0.29mSv；均满足职业人员年有效剂量约束限值（20mSv/a）的要求，也低于环境影响评价时提出的职业照射年管理剂量约束限值（5mSv）的要求。

其他安全与防护措施：该项目曝光室大小防护门均设置了门机联锁装置、适当位置安装了工作状态指示灯及电离辐射警告标志；室外设置了出束信号指示灯；曝光室内安装了6个急停按钮，防备操作人员未全部撤离现场时的误开机。

探伤室配置了1台环境X－γ辐射巡检仪、2台个人剂量报警仪。

公司设立了辐射安全与防护工作领导小组，并建立了《射线探伤作业岗位职责》、《室内固定探伤作业规程》、《辐射防护和安全保卫制度》、《辐射事故应急预案》等辐射安全管理制度。

3名辐射工作人员已持有辐射安全与防护岗位培训合格证，且证书在有效期内。

结语与建议
从监测及调查情况分析，该公司探伤室布局和设计合理，曝光室屏蔽效果符合有关标准要求，辐射防护用品的配备能够满足防护工作需要。

在环境影响评价报告批复意见及许可证批复意见中安全及防护要求得以落实的情况下，项目运行能够满足环境保护管理要求，对周围的环境影响较小。

该项目运行时还需要防范以下安全风险：一是若门－机联锁已失效，在曝光室内正在对工件进行探伤时，工作人员打开防护门或防护门未完全关闭，致使X射线泄漏到曝光室外面，会给附近的人员或工作人员造成不必要的照射。

二是辐射工作人员若违反规程开展探伤作业，也会造成意外照射。

为确保工业探伤项目运行时的辐射安全，建议项目单位在日常工作中还应落实以下措施：一是定期开展项目辐射安全与防护工作自查，核查检验安全联锁、紧急止动装置与警示装置，确保其处于正常状态。

二是适时开展内部核安全文化宣贯，提高辐射工作人员的安全意识和敬畏意识，杜绝违规操作和弄虚作假行为。

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