vw63镁合金的热处理
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。
新能源汽车用镁合金的热处理与力学性能
新能源汽车用镁合金的热处理与力学性能随着全球对环境保护和可持续发展的日益重视，新能源汽车产业蓬勃发展。
在新能源汽车的制造中，材料的选择至关重要，而镁合金因其独特的性能逐渐受到关注。
镁合金具有密度低、比强度和比刚度高、减震性能好等优点，在实现汽车轻量化方面具有巨大潜力。
然而，要充分发挥镁合金在新能源汽车中的优势，其热处理工艺和力学性能的研究至关重要。
一、镁合金在新能源汽车中的应用优势新能源汽车对于轻量化的要求极高，因为车辆重量的减轻可以显著提高续航里程和能源利用效率。
镁合金的密度约为 174g/cm³，相比铝合金和钢铁，其重量更轻。
这使得在汽车零部件中使用镁合金能够有效降低整车重量，从而减少能源消耗。
此外，镁合金还具有良好的电磁屏蔽性能，能够有效减少车辆内部的电磁干扰，提高电子设备的稳定性和可靠性。
同时，镁合金的减震性能优于其他金属材料，能够提升车辆的行驶舒适性和稳定性。
二、新能源汽车用镁合金的常见热处理方法1、固溶处理固溶处理是将镁合金加热到一定温度，使合金元素充分溶解在基体中，形成过饱和固溶体，然后快速冷却。
这一过程可以提高镁合金的强度和塑性，改善其综合力学性能。
2、时效处理时效处理是将经过固溶处理的镁合金在一定温度下保温一段时间，使过饱和固溶体中的溶质原子析出，形成强化相，从而提高合金的强度。
时效处理的温度和时间对镁合金的性能有着重要影响。
3、退火处理退火处理主要用于消除镁合金在加工过程中产生的残余应力，提高其塑性和韧性。
退火温度和时间的选择需要根据具体的合金成分和加工工艺来确定。
三、热处理对新能源汽车用镁合金力学性能的影响1、强度经过适当的热处理，镁合金的强度可以得到显著提高。
固溶处理使合金元素均匀分布在基体中，时效处理则通过强化相的析出进一步增强合金的强度。
然而，热处理参数的不当选择可能导致强度下降。
2、塑性热处理对镁合金的塑性也有重要影响。
合理的固溶处理和退火处理可以改善镁合金的塑性，使其更容易加工成型。
热处理工艺对镁合金材料的耐腐蚀性和导热性的改善
热处理工艺对镁合金材料的耐腐蚀性和导热性的改善热处理工艺是通过加热和冷却过程，对材料的组织和性能进行调整和改善的方法。
对于镁合金材料来说，热处理工艺可以显著改善其耐腐蚀性和导热性。
首先，热处理可以改善镁合金材料的耐腐蚀性。
镁合金由于其优良的比强度和轻质特性，广泛应用于航空航天、汽车和电子设备等领域。
然而，直接使用的镁合金在大气环境下容易产生腐蚀现象。
热处理工艺常常使用如固溶处理、时效处理等方法，通过改变晶体结构和有序度，提高材料的耐腐蚀性能。
例如，固溶处理可以使合金中的杂质元素溶解入基体中，减少杂质元素与外界环境的接触，降低腐蚀速率。
时效处理则能够通过形成均匀的析出相，使晶体结构更加稳定，提高材料的抗腐蚀能力。
热处理后的镁合金具有更为紧密的晶界和更均匀的晶体结构，因此能够更好地抵抗腐蚀，延长其使用寿命。
其次，热处理也能改善镁合金材料的导热性能。
由于镁合金的导热性较差，传统的加工方法往往会将合金材料加工成薄壁结构，以提高其散热能力。
然而，这种方式会导致合金的强度下降。
热处理工艺可以通过改变合金的晶体结构和晶界特性，提高其导热性。
固溶处理可以改变合金中的晶体尺寸和晶粒取向，提高晶界的有序度，从而增加导热通道。
此外，时效处理还可以通过形成更为均匀的析出相，提高材料的热传导能力。
热处理后的镁合金具有更为细小的晶体尺寸、更高的导热通道密度和更均匀的导热路径，因此能够更好地传递和散发热量，提高其导热性能。
总结来说，热处理工艺对镁合金材料的耐腐蚀性和导热性能有显著改善作用。
通过固溶处理和时效处理等方法，可以改变合金的晶体结构、晶界特性和析出相，提高材料的耐腐蚀能力和导热性能。
这些改善措施对于提高镁合金材料的使用寿命、提高设备的热管理能力等方面具有重要意义。
随着研究和发展的进一步深入，相信热处理工艺对镁合金材料的改善还将继续取得更大突破，为镁合金在各个领域的应用提供更为可靠的支撑。
在热处理工艺中，还有一些其他方法可以进一步改善镁合金材料的耐腐蚀性和导热性。
镁及镁合金材料与热处理 教学PPT课件
1镁及镁合金
镁的来源：
• 海水含量为 2.8% ，也以其它方式存在.
• 白云石：dolomite (CaMg(CO3)2) .
• 菱镁矿：magnesite (MgCO3) .
• 光卤石：Carnallite (KMgCl3.6H2O).
• 镁是在自然界中分布最广的十个元素之一.
• 纯度99.8% 镁的就可以应用，但纯镁很少应用于工程中.
（3）T4,淬火处理。
可以提高合金的抗拉强度和延伸率，ZM5常用此规范。
为提高过饱和固溶度，淬火温度只比固相线低5-10℃。加热时间较长（砂型厚壁铸件）
（4）T6,淬火+人工时效。
目的：提高合金的屈服强度，塑性有所降低。主要应用于Mg-Al-Zn系和Mg-RE-Zr系合金。
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金属材料热处理
1.3常见的镁合金
镁合金常用热处理类型
（1）T1（人工时效）, 铸造或铸锭变形加工后，不再单独进行固溶处理而是直接人工时效。
特点：工艺简单，有一定的实效强化效果
如Mg-Zn合金，重新加热淬火会造成粗晶粒组织，时效后综合性能反不如T1状态。
（2）T2（退火），为了消除铸件残余应力及变形合金的冷作硬化而进行的退火处理。
如：Mg-Al-Zn系铸造合金ZM5的退火规程为350℃加热2-3h，空冷，冷却速度对性能无影响。
• 1927～1930年：德国生产的汽车平均每辆用73.8公斤镁合金。
• 1936～1940年：德国大众汽车（巴西）公司在“甲壳虫”汽车上累计用了4万
吨镁合金（曲轴箱、传动箱壳体）。
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金属材料热处理
镁的发展过程：
•1948～1962年：美国采用热室压铸机生产了数百万件汽车镁压铸件。
镁合金热处理工艺
镁合金热处理工艺多数镁合金都可通过热处理来改善或调整材料的力学性能和加工性能。
镁合金能否通过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。
镁合金的常规热处理工艺分为退火和固溶时效两大类。
镁合金热处理强化的特点是:合金元素的扩散和合金相的分解过程极其缓慢，因此固溶和时效处理时需要保持较长的时间。
另外，镁合金在加热炉中应保持中性气氛或通入保护气体以防燃烧。
一、退火退火可以显著降低镁合金制品的抗拉强度并增加其塑性，对某些后续加工有利。
变形镁合金根据使用要求和合金性质，可采用高温完全退火（O）和低温去应力退火（T2）。
完全退火可以消除镁合金在塑性变形过程中产生的加工硬化效应，恢复和提高其塑性，以便进行后续变形加工。
完全退火时一般会发生再结晶和晶粒长大，所以温度不能过高，时间不能太长。
当镁合金含稀土时，其再结晶温度升高。
AM60、AZ61、AZ60、AZ31镁合金经热轧或热挤压退火后组织得到改善。
去应力退火既可以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。
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。
镁合金的表面处理
鎂合金拋光與擦光步驟
操作
磨蝕粒徑
磨輪
速度
類別
直徑(mm) M/S
sfm
粗拋光
60-100(SiC,Al2O3) 帆布﹑羊皮﹑毛氈 150-360 15.3-25.5 3000-5000
中度拋光 100-320(SiC,Al2O3)
疊布
150-360 20.4-30.6 4000-6000
細拋光
240-400
鎂合金表面處理除改變金屬表面之耐腐蝕性﹐也可提供裝 飾性之外觀 ﹐利用硝酸鐵﹐醋酸﹐硝酸鹽或磷酸清洗皆可達到 目的。硝酸鐵酸洗會在表面形成氧化鉻膜﹐使表面鈍化而增強 其耐腐蝕性。醋酸-硝酸鹽及磷酸酸洗可作為一種螫合劑﹐自鎂 合金表面有效去除其它金屬雜質﹐阻止局部電流腐蝕。下表為 鎂合金之酸洗處理法。
布或 羊皮 25-360 22.9-38.2 4500-7500
鍛面表面處理
50-320
擦光圓盤 150-300 15.3-25.5 3000-5000
擦光 矽藻土或Al2O3擦光化合物
棉
150-400 20.4-40.8 4000-5000
化學清洗
鎂合金化學清洗包括蒸氣脫脂﹑溶劑清洗﹑乳化清洗﹑酸洗 及鹼洗。
表面處理
1 溶劑或鹼液脫脂 2 酸洗 3 沖蝕(化學﹑動力﹑干式) 4 機械拋光
1 陽極處理染色 2 噴漆 3 化成處理 4 電鍍
1 陽極處理 2 噴漆 3 化成處理
1 陽極處理/電鍍 2 陽極處理/電鍍 3 陽極處理/化成處理 4 陽極處理及潤滑
鎂合金之表面預處理
鎂合金之表面預處理與其它金屬處理一樣重要﹐因為它會影響到隨后之被覆 制程于鎂零件之制造過程中﹐一些污染物如油脂﹑氧化物或骯臟異物皆可能存 在﹐此外化學處理后之殘留雜質亦必須去除。一般鎂合金零件之清洗制程可分為 四種類別﹕即機械清洗﹑溶劑清洗﹑鹼液清洗及酸洗﹐其中溶劑清洗﹑鹼液清洗 及酸洗亦被歸類為化學清洗。這些方法可單獨使用﹐亦可以組合使用﹐視工作狀 況而定﹐下表為鎂合金使用之清洗制程說明﹕
第三章 镁及镁合金的热处理ppt课件
3.2 镁的合金化
Mg-RE-Zr和Mg-RE-Mn属于耐热镁合金，可在150250℃范围内工作。
稀土元素(RE)在镁合金中常用的有钕(Nd)、铈(Ce)、镧 (La)及其混合稀土(MM)。它们与镁构成类似的共晶系和 相近的相组成。 以Mg-Nd为例(图3-4)，在近镁 端552℃进行共晶转变
非连续析出大多从晶界或位错处开始，Mg17Al12相以片状 形成按一定取向往晶内生长，附近的δ 固溶体同时达到平 衡浓度。由于整个反应区呈片状结构，故有时也称为珠光
体型沉淀。反应区和未反应区有明显的分界面，后者的成
分未发生变化，仍保持原有的过饱和程度。
3.3.1 镁合金固态相变特点
从晶界开始的非连续析出进行到一定程度后，晶内产生连 续析出。Mg17Al12相以细小片状形式沿基面(0001)生长， 与此相应，基体含铝量不断下降，晶格常数连续长大，由 于此时晶格常数变化是连续的，故有此名。 连续及非连续析出在时效组织中所占相对量与合金成分、 淬火加热温度、冷却速度及时效规程等因素有关。在一般 情况下，非连续析出优先进行，特别在过饱和程度较低、 固溶体内存在成分偏析及时效不充分的情况下，更有利于 发展非连续析出；反之，在含铝量较高、铸锭经均匀化处 理及采用快速淬火及时效温度较高时，则连续析出占主导 地位。
3.1 镁及镁合金的基本特征
③良好的减振性。在相同载荷下，减振性是铝的 100倍，钛合金的300～500倍。
④切削加工性能优良，其切削速度大大高于其他 合金。
⑤镁合金的铸造性能良好，几乎所有的铸造工艺 都可铸造成形。
3.2 镁的合金化
3.2.1 镁合金的分类
国际上倾向于采用美国试验材料协会（ASTM)使 用的方法来标记镁合金。
镁合金的热处理
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有退火和固溶时效两大类。
部分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。
可热处理强化镁合金 铸造镁合金 Mg-A1-Mn 系（如AM100A ）Mg-A1-Zn 系（如AZ63A 、AZ81A 、AZ91C 和AZ92C等） Mg-Zn-Zr 系（如ZK51A 和ZK61A 等） Mg-RE-Zn-Zr 系（如EZ33A 和ZE41A ）Mg-Ag-RE-Zr 系（如QE22A ）Mg-Zn-Cu 系（如ZC63A ）变形镁合金 Mg-Al-Zn 系（如AZ80A ） Mg-Zn-Zr 系（如ZK60A ） 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。
一、 热处理类型和选择符号意义 符号 意义 F加工状态 T4 固溶处理（然后自然时效） O完全退火 T5 人工时效 H1加工硬化 T6 固溶处理后人工时效 H2加工硬化后退火 T7 固溶处理后稳定化处理 T2去应力退火 T8 固溶处理后冷加工、人工时效 T3 固溶处理后冷加工 T9固溶处理、人工时效后冷加工 铸造镁合金和变形镁合金都可以进行退火（O ）、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。
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。
镁合金去应力退火温度和时间 -回复
镁合金去应力退火温度和时间-回复镁合金是一种常用的轻质结构材料，具有优异的比强度和导热性能，广泛应用于航空航天、汽车制造及其他领域。
然而，由于其特殊的晶体结构和晶界应力，镁合金在加工过程中容易产生应力集中和应力腐蚀等问题，降低其力学性能和耐腐蚀性。
为了消除这些应力，提高材料的综合性能，镁合金常常需要进行热处理，其中最常用的方法之一是应力退火。
那么，镁合金去应力退火的温度和时间应该如何选择呢？1. 温度选择：镁合金退火温度的选择主要取决于合金的成分和应力情况。
一般来说，退火温度应高于合金材料的半固态温度，以使镁合金能够充分回复晶体的完整性并降低晶界应力。
通常，镁合金的退火温度在300-500摄氏度之间，其中较常用的是350-450摄氏度范围内的温度。
如果温度过低，晶体的还原效果不佳；如果温度过高，则容易导致晶界过度生长和晶粒长大。
因此，在具体选择退火温度时，需要根据合金的成分、品种和具体应用等因素进行综合考虑，并结合实际情况进行优化。
2. 时间选择：除了温度，退火时间也是影响退火效果的重要因素。
一般来说，退火时间要足够长，以确保晶界应力能得到适当的消除。
一般而言，较为常见的退火时间范围为1-4小时。
然而，需注意的是，退火时间的长短也受到退火温度、合金的成分和应力程度等多个因素的影响。
如果时间过短，晶界的完全回复可能不充分，应力仍然存在；如果时间过长，会导致镁合金的晶粒生长过大，进而影响合金的力学性能和综合性能。
因此，在具体选择退火时间时，需要与退火温度相结合，进行综合考虑，找到一个最佳的平衡点。
综合而言，镁合金去应力退火的温度和时间的选择是一个较为复杂的工艺问题，需要根据具体情况进行综合考虑和优化设计。
合适的退火温度和时间可以实现晶体的完全回复，减小应力集中，提高材料的力学性能和耐腐蚀性。
同时，也需要注意合金的成分和应力程度等因素对温度和时间的影响，以避免过度生长和变质等不良影响。
总之，镁合金去应力退火的温度和时间选择是一个重要的工艺参数，需要综合考虑合金的成分、应力程度和具体应用等因素。
热处理工艺对镁合金材料的强度和塑性的优化
热处理工艺对镁合金材料的强度和塑性的优化热处理工艺是一种重要的金属材料处理方法，可以通过改变其组织结构和性能来优化材料的力学性能。
在镁合金材料中，热处理工艺可以显著改善其强度和塑性。
首先，通过热处理工艺，可以调整镁合金的晶粒尺寸。
晶粒尺寸对材料的力学性能有重要影响。
晶粒尺寸小的材料通常具有较高的强度和塑性。
通过热处理工艺，可以通过晶粒细化技术来减小镁合金中的晶粒尺寸。
例如，采用时效处理可以使晶粒尺寸得到细化。
通过晶粒细化技术，镁合金材料的强度和塑性得到显著提高。
其次，热处理工艺还可以改善镁合金的相组成。
相组成不同的镁合金材料具有不同的力学性能。
例如，镁合金中的二次相可以有效增加材料的强度。
通过热处理工艺，可以改变相组成，增加二次相的含量并优化其分布。
例如，采用固溶处理和时效处理可以显著提高镁合金的强度和塑性。
此外，热处理工艺还可以改变镁合金的晶体结构缺陷。
晶体结构缺陷对材料的力学性能同样具有重要影响。
通过热处理工艺，可以改变材料的晶体结构缺陷，减少缺陷数量和尺寸。
例如，热处理工艺可以通过退火处理来减少材料中的晶界能量和晶界位错，提高材料的强度和塑性。
最后，热处理工艺可以改变镁合金的热处理参数，进一步优化材料的力学性能。
热处理参数包括处理温度、处理时间和冷却速度等。
通过调整这些参数，可以实现不同程度的强化和软化效果。
例如，高温处理可以提高材料的塑性，而低温处理可以提高材料的强度。
通过合理选择热处理参数，可以在强度和塑性之间找到平衡点，实现最佳的力学性能。
综上所述，热处理工艺对镁合金材料的强度和塑性具有显著的优化作用。
通过晶粒细化、相组成调整、晶体结构缺陷控制和热处理参数选择等手段，可以显著提高镁合金材料的力学性能，满足不同应用的需求。
然而，要实现最佳的力学性能，需要在热处理工艺中充分考虑不同因素的综合影响，优化处理方案，并在实际应用中进行适度调整。
在镁合金材料中，热处理工艺不仅可以提高材料的强度和塑性，还可以改善其耐腐蚀性能和疲劳寿命，从而使其在各种工程领域有更广泛的应用。
镁合金的热处理热处理是改善合金工...
ZK60变形镁合金与合金相研究重庆大学硕士学位论文ZK60变形镁合金的合金相研究姓名:郑从吉申请学位级别:硕士专业:材料科学与工程指导教师:左汝林20090527中文摘要摘要镁合金中合金相的种类、数量、尺寸、分布及晶体学位向关系是决定镁合金力学性能的关键因素。
然而有关镁合金中合金相的研究远没有铝合金、钢铁等金属材料成熟,对组织的演变过程也缺乏较详尽的研究。
为扩大高强度变形镁合金的应用范围,有必要对其合金相进行基础性研究。
实验综合应用了金相分析、.衍射分析Ⅺ良、透射电子显微分析等实验手段,对铸态、固溶、时效、挤压态的镁合金的合金相的种类、形态、数量、分布进行了系统的研究,用标定电子衍射花样图谱的方法确定了几种主要合金相,并用自行编写的觚.程序进行相应的验证。
实验结果表明,镁合金铸态组织主要为洳、和,同时存在大量的由.和历相组成的共晶组织,其形态和分布具有多样性。
经℃、保温的固溶工艺可以最大限度消除共晶组织,固溶后的组织中只有少许的相以及由于自回火析出而与基体有严格位向关系的未知杆状析出相。
在铸态、固溶处理和时效处理的镁合金中均存在相,它们无取向分布, 形貌呈近似平行四边形,大小在~玎之间。
时效镁合金中的第二类析出相是相,形态为长约的条状,与基体有严格的位向关系:【】口‖【】,‖砩。
第三类析出相是相,形态为长约衄的短杆状,它是时效镁合金中数量最多,尺寸最小,分布最均匀的析出相。
同时,镁合金在经℃时效处理过程中,析出杆状的,和盘状的陀,过渡相,并确定析出序列为.÷,一陡’。
镁合金经挤压变形处理后,确定合金相主要为理赴相。
基于也程序对选区电子衍射进行分析,对相与基体间的位向关系进行了合理的预测和模拟,初步得到以下的位向关系://,// 蚴,关键词:镁合金,合金相,标定,位向关系,.英文摘要伍幻加也掣啪也廿岫,∞,锄,鹚,趾砌廿坞圮∞.佣,’%讥圈∞眦打砷院锄,鹤删砌,. 咖】,觚 :. : ∞诵曲臼坝培,髓嬲∞慨.吲疵呐鼢咖Ⅸ缸趾嬲碳鹏嘣璐 :酉出玛组∞, 锄仃:如仃面舔?∞,∞“陀丑弱趾∞角锄舔呦.:喀恤】匆∞砒麟,粗陀出肿.坞妇船∞舱啪: 弱【钯咖∞【陀?, ,讹虹小觚 .即吣西锄锄℃.∞矗妇嘶托廿圮咖】曲.骶陀伽崎墩趾鲫【∞、川耻舡】∞∞巾呤呻妇 :∞璐眦. , 唿删呜砌删珩【、髑: 鹊,∞砸.眦砷锄姆’培∞丘嬲 ,夙砒弱. 戮, 啪皿【】‖【】陟‖谢也血.幽灿, 棚妇此皿,嬲Ⅱ加【 :乏龄豫嘶锄咖肭∞. ,啪℃【龇,缸∞一,:..一’一’一.剐龟臼啪玛陀“∞孵圮眦、Ⅳ.鸹量圮棚‰∞、鹊髓Ⅱ垮,妇靶曲耐隐删,觚训聆弛蹴弱锄。
热处理工艺对镁合金材料的力学性能和耐热性的调控
热处理工艺对镁合金材料的力学性能和耐热性的调控热处理工艺是一种通过调整镁合金材料的组织和性能来满足不同工业应用需求的方法。
通过控制材料的加热和冷却过程，可以改变材料的晶体结构、晶粒尺寸和相含量等因素，从而调控材料的力学性能和耐热性。
在镁合金材料的热处理工艺中，常用的方法包括固溶处理、时效处理、等温处理等。
下面将详细介绍这些常用的热处理工艺对镁合金材料力学性能和耐热性的调控作用。
首先是固溶处理。
固溶处理是将镁合金材料加热至高温状态，使合金中的溶质元素均匀溶解在α-Mg基体中。
这样可以通过有效地控制晶粒的生长和尺寸，提高材料的塑性和韧性，显著提升材料的强度和硬度。
此外，固溶处理还可以消除材料中的内应力，改善材料的变形能力和疲劳寿命。
其次是时效处理。
时效处理是在固溶处理的基础上通过加热材料到一定时间并进行适当冷却的过程。
这种处理可以促使溶质元素在α-Mg基体中析出，形成弥散的细小相，如Mg17Al12、Mg2Si等。
这些细小的相能够有效地阻碍位错运动并提高材料的强度和硬度。
此外，时效处理还能提高合金的耐热性和耐腐蚀性能，促使材料在高温环境下保持良好的力学性能。
最后是等温处理。
等温处理是将材料加热到中高温并保持一段时间，让细小的相颗粒重新排列和融合，从而形成大而均匀的相结构。
这种处理可以提高材料的韧性和塑性，降低材料的硬度和脆性。
此外，等温处理还能改善材料的抗蠕变性能，增加材料在高温和高应变条件下的稳定性。
总体而言，热处理工艺对镁合金材料的力学性能和耐热性具有显著的调控效果。
通过合理选择和控制不同的热处理工艺，可以获得具备不同力学性能和耐热性的镁合金材料，以满足不同工业领域的需求。
然而，在实际应用过程中，热处理工艺的选择和参数的确定需要结合具体的合金成分、工艺要求和使用环境等因素综合考虑，以达到最优的效果。
因此，热处理工艺对于镁合金材料的力学性能和耐热性的调控是一个在材料科学和工程领域中不断研究和探索的问题。
镁合金热处理分类
3.1 热处理工艺选择
镁合金基本热处理类型的符号见下表所示：
镁合金热处理类型的选择取决于镁合金的类别（即铸造镁合金或变形镁 合金）以及预期的服役条件。
3.2 退火
变形镁合金根据使用要求和合金性质，可采用高温完全退火（O） 和低温去应力退火（T2）。
镁合金热处理分类
一、实验目的
1、观察和分析镁合金的热处理组织； 2、了解镁合金常用的热处理工艺，以及热处理工艺对 镁合金组织、性能的影响。
二、概述
1、镁及镁合金的特性
※比重轻 镁(1.74) 铝(2.70) 铁(7.87)； ※比强度和比刚度 比铝、钢高； ※良好的阻尼减震性能； ※优良的导电、导热性能； …… 被誉为二十一世纪绿色工程材料
2、镁的合金化
镁的合金化原理，主要是通过加入合金元素，产生固溶强化、过剩相强化、 沉淀强化和细晶强化，以及提高合金的抗蚀性和耐热性能。常用合金元素主 要是铝、锌、稀土金属、锂、银、锆、钍、锰及微量镍等。
3、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。有的热处理 工艺可以减小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，而有的热处理工艺可以使镁合金产生强化。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。
进行T6处理时，固溶处理获得的过饱和固溶体在人工时效过程 中发生分解并析出第二相。
不同镁合金系其热处理工艺不同，不同类型工件其热处理工艺 也不相同。
三、实验内容
1、AZ31(Mg-3%Al-1%Zn)
原始态：平衡组织，等轴晶粒； 轧制态：变形量10%，晶粒内部有大量孪晶； 退火态 去应力退火：150℃，1h，晶粒内部仍然有孪晶； 再结晶退火：300℃，1h，发生再结晶，晶粒细化。
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vw63镁合金的热处理
VW63镁合金主要采用T6热处理工艺进行强化。
热处理工艺如下：
1. 固溶处理（Solutionizing）：将VW63镁合金加热到高温（约400-450℃）并保持一定时间（一般为数小时），使合金中的溶质元素溶解在镁基体中。
2. 空冷（Quenching）：将固溶处理后的合金迅速冷却，以防止溶质再析出形成弥散相。
3. 时效处理（Aging）：将冷却后的合金再次加热到较低的温度（约150-200℃）并保持一定时间（一般为数小时），以促进弥散相的形成和生长，增加镁合金的强度和硬度。
4. 自然时效（Natural Aging）：将时效处理后的合金自然冷却至室温，在室温条件下保持一定时间，以进一步提高合金的强度和硬度。
需要注意的是，热处理工艺的具体参数（如热处理温度、时长等）可能根据具体的应用要求和合金配方而有所不同，因此在实际应用中，需要根据具体情况进行调整和优化。