镁合金力学性能

合集下载

AZ31镁合金组织性能的影响分析

摘要挤压变形AZ31镁合金组织以绝热剪切条纹和细小的α再结晶等轴晶为基本特征。

挤压变形可显著地细化镁合金晶粒并提高镁合金的力学性能。

随挤压比的增大,晶粒细化程度增加,晶粒尺寸由铸态的d400μm减小到挤压态的d12μm(min);强度、硬度随挤压比的增大而增大,延伸率在挤压比大于16时呈单调减的趋势。

轧制变形使板材晶粒明显细化,硬度提高。

AZ31合金中添加Ce,其铸态组织中能够形成棒状Al4Ce相,并能改善合金退火态组织和力学性能;添加Ce可以改善AZ31的综合力学性能。

关键词:AZ31变形镁合金;强化机制；组织；性能绪论20世纪90年代以来,作为最轻金属结构材料的镁合金的用量急剧增长,在交通、计算机、通讯、消费类电子产品、国防军工等诸多领域的应用前景极为广阔,被誉为“21世纪绿色工程材料”,许多发达国家已将镁合金列为研究开发的重点。

大多数镁合金产品主要是通过铸造生产方式获得,变形镁合金产品则较少。

但与铸造镁合金产品相比,变形镁合金产品消除了铸造缺陷,组织细密,综合力学性能大大提高,同时生产成本更低,是未来空中运输、陆上交通和军工领域的重要结构材料。

目前，AZ31镁合金的应用十分广泛,尤其用于制作3C产品外壳、汽车车身外覆盖件等冲压产品的前景被看好,正成为结构镁合金材料领域的研究热点而受到广泛重视。

第1章挤压变形对AZ31镁合金组织和性能的影响1.1 挤压变形组织特征及挤压比的影响作用图1-1为动态挤压变形过程中的组织变化。

动态变形过程大致分为3个区域:初始区、变形区和稳态区，分别对应着不同的组织。

图1-1a为初始区挤压变形前的铸态棒料组织。

由粗大的α-Mg树枝晶和分布其间的α-Mg+Mg17Al12共晶体组成,枝晶形态十分发达，具有典型的铸造组织特征。

晶粒尺寸为112~400μm。

图1-1b为变形区近稳态区组织。

图中存在大量无序流线,流线弯曲度大、方向不定且长短不一，显然这种组织特征是在挤压力作用下破碎的树枝晶晶臂(α固溶体)发生滑移、转动的结果。

镁合金挤压及其力学性能研究

随温度降低而降低。如有一Ｂ含量大于Ｂ。的合
ｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅｙｈａｖｅｍｏｄｅｒａｔｅｅｘｌｎｌｄａｂｉｌｉｔｙｗｈｅｎｈｅａｔｅｄｔｏ２３０＂Ｃｏｒｈｉｇｈｅｒ．Ｕｎｄｅｒｔｈｅ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｅｅｘｔｒＢｄｅｄｒｏｄｓｅｎｄｂａｒｓｈａｖｅｇｏｏｄｓｕｒｆａｃｅ，ａｎｄ
20030305
沈阳工业大学硕士学位论文
摘要
本文研究了ＡＺ９１、ＡＺ６１及几种含锆镁合金的挤压性能，结果表明尽管镁合金具有密排六方结构，室温下滑移系较少，塑性较差，但在加热到２３０℃以上时仍表现出良好的可挤压性。在本实验参数下，挤压出的杆材和板材表面良好，尺寸符合设计要求。
本文对挤压态镁合金杆材和板材进行了热处理，然后做了显微组织分析和力学性能测试。结果表明挤压后的镁合金综合力学性能明显高于铸态，抗拉强度较铸态提高５０ＭＰａ以上，屈服强度提高３０ＭＰａ以上。延伸率提高５％以上：挤压后的镁合金显微组织均匀细小，平均晶粒度在１５ｐｍ以下，而挤压前的铸态组织晶粒度在８０ｕｍ以上：热处理对挤压态镁合金力学性能的影响因合金牌号不同而不同，对于ＡＺ９１板材而言，Ｔ４、Ｔ６处理均降低其力学性能，挤压后Ｆ态性能最佳，而其它几种含锆合金Ｔ６态要好于Ｆ态：断口分析表明ＡＺ６１板材的横向拉伸断口与纵向断口形貌有很大不同，横向断口韧窝呈细条状，而纵向断口呈大小和深浅不一的圆形韧窝，这种断口形貌的差异证明材料在挤压过程中晶粒有择优取向。其它几种镁合金挤压态断口皆表现为韧性断裂的特征，室温断口与高温断口特征基本相同，分析表明由于挤压态镁合金室温塑性已经很好，所以尽管高温下镁合金塑性进一步提高，但断口特征较室温下并无明显变化。

WE43镁合金的力学性能

５．０７．０
１５．
６０．
２—２２—３３一ｌ３ —２３ —３４一ｌ
２０６２４５２５５２０５２５３２５４２０３２０６
２５４
２２５５．
ｌ６ｌ１３６ｌ３６
１２６
５一ｌ
２５４
ｌ８５ｌ２６
ｌ７５
ｌ９５
２．０４．０
４．５
５—２５—３
２５２２０４
２６６３．６
ｌ８５１７５
１７３５．３
２０．３０．
件）。第１只进行固溶处理（３６ｈ；组５０ｏ）其余４组Ｃ、
屈服强度都有显著增加，而延伸率只有３％左右；随
时效时间增加，伸强度单调递减，延伸率基本保拉而持不变。以下对这一实验结果进行分析。
时效时同，ｌＩ
图１各项力学性能随时效时间的变化曲线
根据相图，Ｍｇ— Ｙ二元合金在５５ｏ６Ｃ时产生共晶
反应Ｌ— （）＋（ｇＹ）ｐ是面心立方晶格，Ｍｇ卢Ｍ：，晶
格常数为ｎ：２２３ｍ；５５ｏ．２ｎ在６Ｃ时，Ｙ在Ｍｇ中的最
收稿日期：０８１１２０．．０
大溶解度为１．２６％，随着温度下降溶解度降低，因此
４．５２０．３０．
２６．６４６
ｌ０６ｌ９５ｌ７５

zk61镁合金成分

zk61镁合金成分一、引言zk61镁合金是一种具有良好力学性能和耐腐蚀性的轻质合金材料，广泛应用于航空、汽车、电子等领域。

本文将全面介绍zk61镁合金的成分。

二、zk61镁合金的基本信息1. zk61镁合金是一种铝、锌和锰等元素与镁混合而成的轻质合金材料。

2. zk61镁合金具有良好的机械性能，如高强度、高刚度和高耐疲劳性能等。

3. zk61镁合金还具有优异的耐腐蚀性能，可以在高温、高湿环境下长期使用。

三、zk61镁合金的成分详解1. 镁（Mg）zk61镁合金中最主要的成分是镁，其含量通常在93%以上。

镁是一种轻质金属，在自然界中广泛存在。

它具有良好的可塑性和热导率，可以制造各种形状复杂的零件。

2. 铝（Al）铝是zk61镁合金中第二大的成分，其含量通常在5%左右。

铝可以增加zk61镁合金的强度和硬度，同时还可以提高其耐腐蚀性能。

3. 锌（Zn）锌是zk61镁合金中第三大的成分，其含量通常在1%左右。

锌可以增加zk61镁合金的强度和硬度，同时还可以提高其耐腐蚀性能。

4. 锰（Mn）锰是zk61镁合金中的微量元素，其含量通常在0.2%以下。

锰可以提高zk61镁合金的强度和硬度，同时还可以改善其加工性能。

5. 其他元素除了上述主要元素外，zk61镁合金中还含有少量的铜、铝、锡等元素。

这些元素可以改善zk61镁合金的机械性能和耐腐蚀性能。

四、zk61镁合金的制备方法制备zk61镁合金通常采用熔炼法和轧制法两种方法。

熔炼法是将各种原材料按一定比例混合后，在高温下进行熔化、混合和冷却，得到均匀的合金坯料；轧制法则是将已经制备好的均匀的合金坯料通过冷轧或热轧等工艺形成所需厚度和规格的板材、棒材等。

五、zk61镁合金的应用领域zk61镁合金具有良好的机械性能和耐腐蚀性能，广泛应用于航空、汽车、电子等领域。

具体应用包括：1. 航空领域：制造飞机零部件、发动机部件等。

2. 汽车领域：制造车身结构件、发动机部件等。

镁铝合金的对比

一：镁合金的重要性能1：化学物理性能以镁为基加入其他元素组成的合金。

其特点是：密度小（1.8g/cm3左右），比强度高，弹性模量大，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，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。

它是实用金属中的最轻的金属,高强度、高刚性。

2：镁合金的特点其加工过程及腐蚀和力学性能有许多特点：质量轻、刚性好、具有一定的耐蚀性和尺寸稳定性、抗冲击、耐磨、衰减性能好及易于回收；另外还有高的导热和导电性能、无磁性、屏蔽性好和无毒的特点。

应用范围:镁合金广泛用于携带式的器械和汽车行业中，达到轻量化的目的。

镁合金的比重虽然比塑料重，但是，单位重量的强度和弹性率比塑料高，所以，在同样的强度零部件的情况下，镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。

另外，由于镁合金的比强度也比铝合金和铁高，因此，在不减少零部件的强度下，可减轻铝或铁的零部件的重量。

镁合金相对比强度（强度与质量之比）最高。

比刚度（刚度与质量之比）接近铝合金和钢，远高于工程塑料。

3：镁合金应用目前,镁合金在汽车上的应用零部件可归纳为2类。

(1)壳体类。

如离合器壳体、阀盖、仪表板、变速箱体、曲轴箱、发动机前盖、气缸盖、空调机外壳等。

(2)支架类。

如方向盘、转向支架、刹车支架、座椅框架、车镜支架、分配支架等。

根据有关研究,汽车所用燃料的60%是消耗于汽车自重,汽车自重每减轻10%,其燃油效率可提高5%以上;汽车自重每降低100 kg,每百公里油耗可减少0.7 L左右,每节约1 L燃料可减少CO2排放2.5 g，年排放量减少30%以上。

所以减轻汽车重量对环境和能源的影响非常大，汽车的轻量化成必然趋势。

手机电话，笔记本电脑上的液晶屏幕的尺寸年年增大，在它们的枝撑框架和背面的壳体上使用了镁合金。

镁合金的成分组织和力学性能

•
❖ 典型的拉弗斯相包括三种：MgCu2(立方)、MgZn2(六方) 、MgNi2(六方)。
❖ MgCu2型有LaMg2； ❖ MgZn2型有BaMg2、CaMg2。 ❖ 化合物的稳定性可用熔点来表示，表2-1列出镁合金化合
物的熔点。 ❖ 可见，Mg17Al12熔点最低，Mg2Si熔点最高。所以，
❖ 合金成分和铸造工艺对组织结构有重要的影响。 ❖ 合金元素，尤其是稀土元素RE引起中间相结构的复杂变化
，对镁合金的组织和性能产生很大的影响。
•
2. 3. 1 Mg-Al系合金组织
❖ 根据Mg-Al二元相图(见图2-4)，Mg-Al系铸造合金组织在平衡状态下是由相和 (Mg17Al12)相组成的。
❖ Th也是镁合金的一种合金元素，组成合金系：Mg-Th-Zr ，Mg-Th-Zn-Zr，Mg-Ag-Th-RE-Zr。因Th具有放射性，基本不再使用。
❖ 按有无Al，分为含Al镁合金和不含Al镁合金； ❖ 按有无Zr，可分含Zr合金和不含Zr合金。 ❖ 根据加工工艺划分，镁合金可分为铸造镁合金和变形镁合
金两大类(见图2-2)。两者没有严格的区分，铸造镁合金如AZ91、AM20、AM50、AM60、AE42等也可以作为锻造镁合金。
•
•图2-2 镁合金的分类
•
❖ 目前国外在工业中应用较广泛的镁合金是压铸镁合金，主要有以下4个系列：AZ系列Mg-Al-Zn；AM系列Mg-AlMn；AS系列Mg-Al-Si和AE系列Mg-Al-RE。
•
❖ (4) 硅 ❖ 可改善压铸件的热稳定性能与抗蠕变性能。 ❖ 因为在晶界处可形成细小弥散的析出相Mg2Si，它具有
CaF2型面心立方晶体结构，有较高的熔点和硬度。 ❖ 但在铝含量较低时，共晶Mg2Si相易呈汉字型，大大降低

WE43镁合金的力学性能

性能的影响，对固溶处理和固溶处理后不同时间时效后的 WE43 镁合金进行力学性能测试，研究的力学性能指标：屈服强度、抗拉强度和延伸率。表 1 是试样拉伸后所得力学性能结果，由于 2# 中的一个试样在标定线外拉断，取消这组数据。固溶处理后的 1# 试样抗拉强度 204.7MPa、屈服强度 114.3MPa，延伸率 6.0％；固溶加时效处理后的实验合金，其抗拉强度、屈服强度都有显著增加，而延伸率只有 3％左右。图 1 是 250℃ 时效处理对 WE43 镁合金力学性能的影响，在固溶后加时效 1h 左右，该镁合金具有最大的屈服强度和抗拉强度，然后随时效时间增加，拉伸强度单调递减；延伸率基本保持不变。 2. 2 力学性能分析根据相图， Mg －Y 二元合金在 565℃ 时产生
物：稳态的 Mg41Nd5 和亚稳态的 Mg12Nd。 Mg－Y－ Nd 三元合金中，根据文献，时效过程中析出的金属间化合物主要有：稳态的 Mg14Nd2Y 和亚稳态的 Mg12NdY。 WE43 镁合金 530℃固溶处理 6h 后， Y、 Nd 溶
入镁基体，形成镁基固溶体，导致晶格发生畸变，增加了位错运动的阻力，由此提高镁的强度。第二相部分溶入镁基体，由于第二相是硬脆相，第二相减少使固溶处理后的 WE43 镁合金塑性好。
Gao Yijie
(HeBei Shenfeng Heavy Machine Co.,Ltd. Handan 056200)
Abstract: This paper introduces that after solid solution treatment and precipitation heat treatment to the WE43 magnesium

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。

am60b镁合金标准

am60b镁合金标准
一、化学成分
AM60B镁合金的化学成分应符合相关标准，以保证其性能和稳定性。

其中，主要元素包括镁、铝、锌、锰等，其含量应符合标准规定。

二、力学性能
AM60B镁合金应具备一定的力学性能，以满足不同应用场景的要求。

其抗拉强度、屈服强度、延伸率等指标应符合标准规定。

三、耐腐蚀性能
镁合金在某些环境中容易受到腐蚀，因此其耐腐蚀性能是一个重要的考虑因素。

AM60B镁合金应具备良好的耐腐蚀性能，如抗大气腐蚀、耐酸碱腐蚀等。

四、耐疲劳性能
在循环应力作用下，材料会发生疲劳破坏。

AM60B镁合金应具备一定的耐疲劳性能，以抵抗循环应力的作用。

五、耐缝隙腐蚀性
镁合金在缝隙中容易发生腐蚀，因此其耐缝隙腐蚀性也是一个重要的考虑因素。

AM60B镁合金应具备良好的耐缝隙腐蚀性，以减少腐蚀的发生。

六、与其他材料的相容性
镁合金与其他材料接触时，可能会发生化学反应或电化学反应，导致腐蚀或损坏。

因此，AM60B镁合金应具备良好的与其他材料的相容性，以避免不利的化学或电化学反应。

七、加工性能
镁合金的加工性能也是一个重要的考虑因素。

AM60B镁合金应具备良好的加工性能，如易于加工、不易变形等，以满足不同加工要求。

八、质量要求
为了保证AM60B镁合金的质量和稳定性，应采取一系列的质量控制措施，如严格的生产工艺控制、质量检验等。

同时，对于不合格的产品应及时进行返工或报废处理，以确保产品的质量和稳定性。

镁合金的热变形行为及力学性能研究

镁合金的热变形行为及力学性能研究镁合金是一种轻质高强度的金属材料，因其重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，在航空航天、汽车、电子通讯、运动器材等领域得到广泛应用。

然而，由于其在高温下易于软化和破坏，热变形行为及力学性能的研究对于镁合金的发展至关重要。

1.热变形行为的研究热变形行为是指材料在热加工过程中的变形行为，包括变形应力、应变、应变速率等指标。

镁合金的热变形行为与其微观组织有着密切的联系。

研究表明，在温度为200℃~400℃范围内，镁合金的应变硬化效应较强，变形应力与应变率之间呈现出显著的正比关系。

随着温度的升高，镁合金中的细晶粒首先发生动态再结晶，从而导致材料的变形应力和应变率的降低。

当温度进一步升高时，材料会出现粗大晶粒的再生变形，其剪切带和孪晶的形成则可导致应变增大，导致材料的流动性能下降。

2.力学性能的研究力学性能是指材料在载荷作用下的力学特性，对于实际工程应用有着至关重要的影响。

针对镁合金的力学性能研究，主要包括硬度、韧性、塑性等方面。

研究发现，在一定的应变速率下，镁合金的硬度随温度升高而降低，这与材料的动态再结晶机制有着密切的关系。

此外，镁合金的韧性和塑性也受到温度的影响。

随着温度的升高，镁合金的塑性越来越强，断裂韧性也逐渐提高。

3.应用前景随着工业技术的不断进步和对材料强度重量比要求的提高，镁合金在航空航天、汽车、电子通讯等领域的应用前景越来越广阔。

而研究镁合金的热变形行为及力学性能则能够为材料的开发和应用提供重要的理论依据。

总之，镁合金的热变形行为及力学性能研究是镁合金发展和应用的重要基础研究之一。

通过深入研究材料的微观组织和宏观力学性能，可以为镁合金的优化设计、改良和应用提供重要的科学依据。

镁合金和铝合金

镁合金和铝合金镁合金和铝合金是两种常见的轻质金属材料，它们在工业和日常生活中都有广泛的应用。

本文将从材料特性、制造工艺、应用领域等方面对这两种材料进行详细介绍。

一、镁合金镁合金是一种轻质、高强度、耐腐蚀的金属材料，具有良好的机械性能和成形性能。

它的密度只有铝合金的2/3，但强度却比铝合金高。

此外，镁合金还具有良好的导热性和电导率，在高温下仍能保持稳定的力学性能。

制造工艺：镁合金通常采用压铸、挤压或锻造等成型方法。

其中压铸是最常用的方法，可以生产高精度、复杂形状的零件。

应用领域：镁合金主要应用于航空、汽车、电子等领域。

在航空领域，由于其轻质高强特性，被广泛应用于制造飞机部件；在汽车领域，由于其优异的成形性能和耐腐蚀性能，被广泛应用于汽车车身、发动机和底盘等部件；在电子领域，由于其良好的导电性能，被广泛应用于手机、平板电脑等电子产品中。

二、铝合金铝合金是一种轻质、高强度、耐腐蚀的金属材料，具有良好的机械性能和成形性能。

它的密度只有钢铁的1/3，但强度却比钢铁高。

此外，铝合金还具有良好的导热性和电导率，在高温下仍能保持稳定的力学性能。

制造工艺：铝合金通常采用挤压、拉伸或锻造等成型方法。

其中挤压是最常用的方法，可以生产高精度、复杂形状的零件。

应用领域：铝合金主要应用于航空、汽车、建筑等领域。

在航空领域，由于其轻质高强特性，被广泛应用于制造飞机部件；在汽车领域，由于其优异的成形性能和耐腐蚀性能，被广泛应用于汽车车身、发动机和底盘等部件；在建筑领域，由于其轻质、耐腐蚀特性，被广泛应用于建筑外墙、天花板和窗户等部件。

总结：镁合金和铝合金是两种轻质、高强度、耐腐蚀的金属材料，它们具有相似的物理性质和制造工艺。

但是，镁合金比铝合金更轻，但强度稍低；而铝合金则更常用于建筑领域。

在实际应用中，我们需要根据具体的需求选择适合的材料。

镁合金的力学性能

镁合金的力学性能1、相关定义1.1、非晶合金的定义及其发展历史非晶合金(Amorphous alloys)——由于超急冷凝固,合金凝固时原子来不及有序排列结晶,得到的固态合金是长程无序短程有序结构,没有晶态合金的晶粒、晶界存在, 称之为非晶合金,通常又称为金属玻璃(Metallic Glasses)。

非晶合金的发展历程大体上可以分为两个主要阶段:第一个阶段为1960年——1988 年。

其实早在1934 年德国的Kramer 就首次报道了采用气相沉积的方法制备出非晶态薄膜[1]。

同时Turnbull 等人于1958 年讨论了液体过冷对玻璃形成能力的影响[2]。

而真正的非晶合金则是在1960 年美国加州理工学院的Duwez 教授[3]发明的用快淬工艺急冷金属液体制备的。

这种技术可达到105~106K/s 的冷却速率,在如此快的冷却条件下,Au75Si25 金属熔体越过结晶相的形核和生长而形成过冷液体,即非晶态合金。

Duwez 的工作的重要意义在于从工艺上突破了制备非晶态金属和合金的关键。

1968 年获得具有较好磁性能的Fe-P-B 系非晶合金;1969 年发现了极其重要的Pd-Ni-P 系非晶合金,同年美国Pond 等人[4]发明的单辊快淬法生产连续的非晶带条为大规模生产提供了现实的可能性。

1970 年获得了具有较高强度的Pd-Si 系非晶合金;1973 年获得了具有超导特性的La-Au 系非晶合金;1974 年获得了具有较好耐蚀性能的Fe-Cr-Mo-P-C 系非晶合金,同年Chen[5]首先通过石英坩埚水淬法获得了直径为1~3mm 的Pd-Cu-Si、Pd-Ni-P 和Pt-Ni-P 块体非晶合金棒。

随后Turnbull 等[6-8]利用B2O3熔融玻璃净化法,有效地消除了过冷熔体中的非均质形核质点,将Pd40Ni20P20块体非晶合金的临界尺寸提高到厘米级。

第二阶段为1988 年至今。

直到上世纪90 年代,Inoue 等[9]人采用金属模浇铸方法 2 获得了La 基[10]、Mg 基[11]、Zr 基[12-13]、Fe 基[14-16]、Ti 基[17]、Ni 基[18]等具有很强非晶形成能力的的大块金属玻璃体系(BMG),能形成直径1~30mm 的非晶棒。

稀土元素对镁合金力学性能的影响

稀土元素对镁合金力学性能的影响镁及其合金作为现阶段最轻的金属结构材料，具有低密度、高比强度和比刚度、高阻尼性、良好的导热性、优良的机加工性、稳定的零件尺寸、易回收等优点，在航空、航天、汽车工业、运输、电子、通讯、计算机等行业有广泛的应用。

镁合金由于力学性能不够高、耐蚀性差等不足，限制了镁合金在生产生活中的广泛应用，而当添加少量稀土后，镁合金各种性能可得到大幅提升。

稀土元素位于元素周期表的Ⅲ B族，原子的最外层电子结构相同，都是2个电子，次外层电子结构相似，倒数第3层4f轨道上的电子数从0～14各不相同；化学性能相差不大，化学性质都很活泼。

镁合金和稀土元素都是密排六方晶体结构，因此稀土元素在镁合金中都有较大的固溶度。

稀土元素中除了Sc以外，其余的16个元素都可以与Mg组成共晶相，大多数的稀土元素在Mg中的固溶度都是很大的，表1列出了稀土元素在镁中的最大固溶度及与镁基固溶体共存的化合物相。

表1 稀土元素在镁中的最大固溶度及与镁基固溶体共存的化合物相稀土元素对Mg合金净化和细化晶粒的影响镁元素化学性质活泼，易与O2和H2O反应形成MgO，使得镁合金中含有氧化夹杂物，降低了镁合金的质量和使用性能。

氧化夹杂物一般存在于镁合金铸件的基体或晶界上，导致合金产生疲劳裂纹，且降低了力学性能和耐腐蚀性能等。

而稀土元素的添加，不仅可以减少夹杂物的数量，还能细化晶粒，提高合金的性能。

当稀土元素Ce添加到AM50镁合金中，Ce起到净化合金的作用，减少了如Fe、Ni等杂质。

Y的添加能够减小挤压Mg-Zn-Zr合金的晶粒尺寸，晶粒尺寸从不含Y的14.2μm减小到3%（质量分数）的3.2μm，降幅高达77%。

稀土元素对Mg合金力学性能的影响01 Mg-Al-RE系Mg-Al系镁合金是目前牌号最丰富、应用最广的镁合金系列，添加到Mg-Al系镁合金的稀土元素主要有Ce、Y、Nd等。

不含稀土的Mg-Al基合金主要有α-Mg枝晶和分布于枝晶间的金属间化合物β-Mg17Al12相；而当Mg-3%Al基合金添加稀土元素后，α-Mg枝晶变细，金属间化合物β-Mg17Al12相由Al11RE3和Al2RE所替代。

提高镁合金高温力学性能

1《AZ91镁合金的抗高温蠕变性能和腐蚀性能的研究近况》镁合金的高温抗蠕变性较差限制了其应用。

镁合金在高温下，变形方式主要是位错的运动和晶界的滑移，因此，提高镁合金的高温抗蠕变性能就要限制位错运动和阻止晶界的滑移。

具体的措施就是强化基体和晶界以及开发镁基复合材料，前者是通过微合金化增加固溶强化、析出强化和细晶强化等的强化效果，或形成高熔点的化合物减少或阻碍Mg17Al12相的形成；而后者则是通过添加增强相来提高镁合金的抗高温蠕变性能。

Ca主要是溶于中提高相的熔点，提高镁合金的高温性能；担当加入量过大时，金合的晶界处会出现Al2Ca相从而恶化了合金的强拉强度和塑性。

适量的加入Ca可以细化晶粒，提高合金的室温和高温拉伸性能，并且，随着Ca加入量的增加，其细化效果越明显，但合金的热烈倾向增加。

稀土在铝镁合金中与Al形成高熔点的Al-稀土中间化合物，正是这种化合物的形成提高了镁合金的性能。

镁合金自身存在诸如高温强度差、低的弹性模量、耐腐蚀性能差等缺点，因此人们把目光投向综合性能相对较高的镁合金复合材料研究上。

2.《AZ91镁合金抗高温蠕变性能的研究和发展》耐热性主要是指材料在高温和外载荷作用下抵抗蠕变及破坏的能力。

镁合金的高温蠕变变形机制不仅包括滑移，而且晶界参与形变，且形变显著，有时可以高达40%~50%。

众所周知，在高应力作用下，六方晶格的纯镁甚至在室温下即易于发生蠕变变形。

与铝合金相比，镁合金更易于发生晶界滑移。

AZ91镁合金高温蠕变抗力低的原因在于：首先，合金中连续析出形成的时效析出相为Mg17Al12，90%以上的Mg17Al12通常呈板条状而且平行于Mg基体的（0001）基面析出，且与基体之间无共格关系，不能为位错运动提供大的阻力，时效硬化效果不明显；另外，Mg17Al12的熔点低，仅为437C ，在不高的温度下即为一软质相，同时由于Mg17Al12与基体之间非共格，界面能高，因此在高温下易长大粗化，故而随温度升高，Mg17Al12极易软化、粗化，不能有效钉扎晶界。

镁合金的力学参数

镁合金的力学参数
镁合金是一种轻质、高强度的金属材料，常用于航空、汽车、电子等行业。

其力学参数是指在外力作用下，材料所表现出来的各种物理性质，包括弹性模量、屈服强度、延伸率等。

首先，镁合金的弹性模量相对较低，一般在45-55 GPa之间。

这意味着，在受到外力作用时，镁合金的变形程度比其他金属材料更大，因此容易发生塑性变形。

但是，镁合金的密度很低，只有其他常见金属材料的两三分之一，因此在同等质量下，镁合金的强度相对较高。

其次，镁合金的屈服强度一般在100-300 MPa之间，这也是由于其较低的弹性模量导致的。

但是，镁合金的延伸率比较高，一般在15-30%之间，这意味着在受到外力作用时，镁合金能
够比较容易地发生塑性变形，并且能够承受一定程度的变形而不破裂。

此外，镁合金还具有良好的耐腐蚀性能和较高的热导率。

这些性能使得镁合金在航空、汽车、电子等领域得到了广泛应用。

但是，由于其塑性变形易发生，因此在使用过程中需要注意避免过度载荷和过度变形。

总之，镁合金的力学参数与其他金属材料有所不同，需要根据具体使用场景进行选择和应用。

在使用过程中需要注意避免过度载荷和过度变形，以保证其性能和使用寿命。

镁合金密排六方结构

镁合金密排六方结构一、镁合金概述镁合金是一种轻质金属材料，因其具有较高的比强度、良好的抗腐蚀性能和优良的加工性能而备受关注。

在众多镁合金结构中，密排六方结构（HCP）是一种具有代表性的晶格结构。

二、密排六方结构简介密排六方结构（HCP）是指镁合金中的一种晶格类型，其特点是原子以六方最密排列方式组成晶胞。

在这种结构中，原子层以ABAB堆垛方式排列，形成稳定的晶胞结构。

三、镁合金密排六方结构的优点1.较高的力学性能：镁合金密排六方结构具有较高的抗拉强度、屈服强度和硬度，使其在轻质结构件中具有较好的承载能力。

2.良好的抗腐蚀性能：镁合金密排六方结构在潮湿空气中具有较好的耐腐蚀性，有利于提高其在工业应用中的稳定性。

3.优异的加工性能：镁合金密排六方结构易于加工成各种形状，有利于降低生产成本和提高产品设计灵活性。

4.环保优势：与传统金属材料相比，镁合金具有较低的能耗和环境污染，有利于实现绿色生产和可持续发展。

四、镁合金密排六方结构的应用1.航空航天领域：镁合金密排六方结构因其高强度、低密度和良好抗腐蚀性能，在飞机、导弹等部件中有广泛应用。

2.汽车工业：镁合金密排六方结构在汽车发动机、底盘和车身部件中具有较好的应用前景，有助于减轻整车重量、提高燃油经济性和降低排放。

3.电子行业：镁合金密排六方结构的高导电性和电磁屏蔽性能使其在手机、电脑等电子产品中具有广泛应用。

4.生物医疗领域：镁合金密排六方结构生物相容性良好，可应用于骨钉、支架等医疗植入器械。

五、未来发展趋势与挑战1.发展趋势：随着科技的发展和环保要求的提高，镁合金密排六方结构在各个领域的应用将不断拓展，有望成为未来重要的新型金属材料。

2.挑战：尽管镁合金密排六方结构具有诸多优点，但仍存在如氧化腐蚀、加工难度较大等问题。