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AZ91镁合金泡沫材料的制备_吕学旺

AZ91镁合金泡沫材料的制备_吕学旺
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镁合金清洗剂配方组成,清洗原理及技术工艺

镁合金清洗剂配方组成,清洗原理及技术工艺 导读:本文详细介绍了镁合金清洗剂的研究背景,机理,参考配方等,本文中的配方数据经过修改,如需更详细资料,可咨询我们的技术工程师。 1 背景 禾川化学是一家专业从事精细化学品分析、研发的公司,具有丰富的分析研发经验,经过多年的技术积累,可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库,彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题,利用其八大服务优势,最终实现企业产品性能改进及新产品研发。正是禾川化学的良好的口碑,赢得多个金属表面处理领域龙头企业关注,成功地建立精细化学品研发平台;为清洗剂企业提供整套配方技术服务。 禾川化学成功开发出新型镁合金清洗剂配方技术,该清洗工艺可以作为镁合金表面化学或电化学防护处理工艺(例如铬酸盐钝化或氟化处理、磷酸盐等化学转化膜处理、或阳极氧化、化学镀和电镀等工艺)中的一种预处理工序,为后续工序提供一个银白、光亮、新鲜、清洁的均匀金属表面。主要用于镁合金AZ91D等合金压铸零件,也可用于镁合金的其它锻、铸件,作为化学或电化学防护处理中的预处理的酸洗工序。AZ91D等耐蚀性高的镁合金压铸进行处理后,迅速进行干燥处理,表面银白、光亮,在一定环境条件下,或可直接应用或涂清漆后应用.该清洗剂可以有效去除零件压铸成型脱模剂;用于压铸件回收料在重新熔炼前的清洗剂,消除压铸脱模剂对熔炼镁合金的污染。该镁合金清洗剂不含铬酸、氢氟酸,在化学清洗中除了产生氢气之外,不产生其它有害气体,产生的漂洗废水及废液处理简单方便,不造成二次污染,该清洗即、质量好、效率高,溶液稳定,

便于操作.因而,该清洗剂广泛适用于镁合金表面化学清洗。 2 镁合金清洗剂 2.1镁合金清洗剂参考配方: 将一定分量的各组分(磷-硫酸洗溶液(磷酸(20~60)、硫酸(10~60)、水加至100,碱性清洗剂:氢氧化钠(10~80)、磷酸三钠(5~20)、水加至1L,混合均匀; 2.2镁合金清洗剂清洗机理: 对镁合金零件进行化学清洗时,这种酸性清洗液,例如对AZ91D镁合金压铸件,有着良好的化学抛光作用,可在室温下使用,或者通过加温,例如在50℃,则效果更好.可以清洗掉镁合金压铸件表迷的氧化、腐蚀产物、旧的化学转化膜、金属铝的表面偏析、脱模剂、吹砂以及喷丸带来的污染等.再经过在本碱性清洗液中浸泡处理,可除去在酸性清洗液中的不溶性物质,还会同时中和处理掉金属表面上的酸,有利于防止金属表面的腐蚀。 2.3镁合金清洗剂清洗方法: 将表面除去油污的镁合金压铸件放进磷-硫酸酸洗溶液槽中进行浸泡,工作温度15~80℃,浸泡时间10~60s,取出零件后,再立即进行一次水洗、二次水洗,洗净零件表面,再放进碱性清洗剂溶液槽中进行浸泡,工作温度15~90℃,浸泡时间60~300s,再进行一次水洗、二次水洗,洗净零件表面完毕。 3 镁合金清洗剂参考配方 3.1镁合金清洗剂参考配方(磷- 硫酸酸洗溶液)

铝合金熔炼指导书

ZD/LC-ZY-119-2017 页次:1/3 版本:A/0 镁合金熔炼指导书 警告: 1:未经公司许可和经过岗位技能培训人员禁止操作设备。 2:请认真阅读本工艺操作指导书,因由于操作不当会造成安全事故和产品质量不合格。 3:为了自已的人身安全、上岗操作前请穿戴好防护用品。 1目的 为了能够保证员工的安全、产品的质量,特制定本制度,须严格按本指导书执行。 2 适用范围 适用于公司镁合金的熔炼。 3 职责 3.1技术部是本制度的制定部门; 3.2 生产部是本制度的执行部门; 4内容 4.1 开炉准备 4.1.1检查针对镁合金安全防护的消防灭火物品及数量是否准备到工作现场。 4.1.2检查镁合金原材料表面是否有油污、氧化物、潮湿。检查保护气体氮气、SF6压力 2bar-4bar。检查清泵、打渣工具是否齐全并准备到现场。 4.1.3检查熔炉电缆是否有裸露,三相电源是否是AC380V。供气5分钟检查各气路混合系 统是否正常,检查管路接头是否漏气、检查密封件。 4.1.4检查熔化室、保温室、浇注室内是否有水、油、干沙或铁锈。 4.1.5检查镁炉熔化室、保温室、浇注室炉盖、出料口是否用耐火棉密封好。 4.1.6检查给料泵手动转动是否顺畅。操作面板各开关有效。 4.2开炉 4.1.1合上供电电柜、熔炉主电源开关及0转到I。 4.1.2调节各压力到正常:氮气2bar-4bar,六氟化硫2bar-4bar,SF6压力大于N2压力 0.2Kgf/cm2。 4.1.3主进气源压力不能大于0.8Mpa,会对控制柜气路有损坏。 4.1.4因镁合金熔炉镁液容量大小不一需要的混合保护气流量大小不一样,适镁锭杂质, 预热情况,密封情况,气源纯度而定。(注:依镁液表面形成良好的保护膜为准,无氧化,无着火,检测方法打开加料盖20--30秒看是否氧化,着火。) 4.1.5镁合金熔炉应用于压铸混合比例 SF6 N2 (千分之2-3 ),要求使用纯氮;纯度 99.9℅六氟化硫纯度99.9℅.因地区差异使用其它气体要告知厂商。 4.1.6镁合金镁液温度580℃以上禁止停止保护气或缺少保护气。 4.1.7熔炉保护气管炉内有氧化镁堵塞时保护效果差可以把气管堵头拆下疏通。 4.1.8保护气管因风化或其它原因损坏要及时更换;以免造成气体消耗大或炉内氧化严重造 成损失 4.1.9保护气管道要定时检查有无泄漏;方法用洗洁精配水形成泡沫涂在管道上看有无气 泡。检查后用干净布擦干净。 4.1.10升温加热过程中,每小时检查一次温度、压力流量值,做好记录。

镁合金材料工艺

镁合金发展 针对陕北的跨越式发展目标,提出了建设府谷、神木镁产业基地,推进榆林能源基地资源深度转化,拉长产业链条,加大财政引导资金投入力度,组建省级镁业企业集团,集中力量开展技术攻关,重点发展六种镁合金,加强镁业人才建设 镁锂合金材料是当今世界上最轻的金属结构材料,属于国际上列入高度保密的技术。今年年底,中国将在西安阎良国家航空高技术产业基地实现这种金属结构材料的规模化生产,用于航空、航天、能源等多个领域。 据西安交通大学材料专家柴东朗教授介绍,镁锂合金材料具有低密度、高塑性等特点,是当今世界上最轻的金属结构材料,可部分替代目前应用于航空、航天领域的铝材及其他铝合金材料,具有广泛的应用前景。中国对镁锂合金材料研究已有一段时间,但是大多数处于实验室阶段,直到2010年西安交通大学与西安四方超轻材料有限公司合作在西安阎良国家航空高技术产业基地建成了中国第一条镁锂合金生产线。 经过两年来的进一步研发,目前西安四方超轻材料有限公司已在镁锂合金的冶炼工艺、质量控制、表面处理、机械加工等方面取得了突破性成果,为产品的推广应用创造了良好条件。 根据规划,到今年年底,西安四方超轻材料有限公司镁锂合金超轻材料项目将实现规模化生产,预计可年产100吨镁锂合金超轻材料。 我国镁深加工能力很薄弱。虽然早在50年代后期镁压铸业就已经起步,先后有若干厂家生产林业用机械和工具、风动工具等镁合金压铸件。到了90年代初,在汽车工业、电子工业发展的带动下,国内的镁压铸业有了较大的发展。为3C等产品配套的镁合金压铸件厂主要云集在华南和江、浙地区,尤以珠江三角洲一带最为突出。这一地区受到香港、台湾两地资金的投入、技术的支撑、市场的开拓以及管理的介入等全方位的拉动,发展速度令人关注。 积极稳妥地发展镁产业实现镁合金产业化是一项涉及面广、技术集成度高的大型系统工程。近10多年来,在世界范围内相继建立的一大批镁合金压铸工

新型金属合金材料行业讲解

新型金属合金材料行业讲解 (2011-12-23 06:38:22) 转载▼ 标签: 分类:新能源新材料 散户之友 财经 资料来源:东兴证券 中国航空业步入高速增长,带动航空材料产业腾飞。中国将成为世界增长最快、最具发展潜力的航空市场。根据中国商飞公司的测算,中国航空客流量将以每年7.7%的速度增长,未来20 年,中国总计需要新增飞机3997架。随着国产大飞机计划的推进,以及我国航空材料制造业的不断发展,航空材料国产化率会稳步提升,2010-2019 年是我国新增客机需求增长最快的时期,在此期间航空合金材料的年均增长率保持10%左右。高铁、城市轨道交通材料产业迎来爆发式增长期。随着我国高速铁路和城市轨道交通建设的加速,轨道交通用的铝合金材料、金属基复合材料以及C/C 复合材料将迎来高速增长时期,其中轨道交通用铝合金材料将保持年均25%~30%的增速,总需求量将在2016 年达到30.77 万吨。金属基复合材料和C/C 复合材料将保持年均30%以上的增速,总需求量将从目前的10 万吨左右增长到2014 年的25 万吨。汽车轻量化材料是汽车工业节能减排的必然选择。2011—2015 年,随着中国汽车工业水平的不断提升,汽车工业节能减排的深入,中国汽车单车铝材料用量将以每年10%~12%的速度增长,到2015 年中国汽车用铝量将从目前的190 万吨增长至314 万吨,市场增长潜力巨大。 1.产业背景:战略新兴产业崛起的基础 1.1 新材料产业是新兴产业崛起的前提 新材料本身就是一种高新技术,又是现代高新技术和产业的基础和先导,也是提升传统产业的技术能力、调整产业结构的关键。新材料的突破往往会引发

镁合金强韧化方法的研究进展

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/0c4376682.html, 镁合金强韧化方法的研究进展 作者:张萍张保丰刘德波 来源:《科技资讯》2011年第22期 摘要:镁合金是一种新兴的金属结构材料,具有很好的应用前景。本文介绍了目前镁合金强韧化处理方法和研究现状,阐述了不同强韧化方法的特点及强化机理。 关键词:镁合金强化韧化 中图分类号:TF6 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)08(a)-0022-02 镁合金是目前最轻的金属结构材料,具有高的比强度、比刚度、减振性、导热性、可切削 加工性和可回收性,而且镁是自然界中分布最广的元素之一,金属中仅次于Al和Fe而占第三位,被人们誉为“21世纪最具发展潜力和前途的绿色工程材料”[1~3]。强韧性较低是限制镁合金广泛应用的主要原因之一,因此提高镁合金的强韧性是目前镁合金研究的重点之一。本文综述了 近年来国内外提高铸造镁合金强韧化的方法。 1 合金化 目前,提高铸造镁合金的强韧化的一个主要方法就是合金化,即向纯镁中添加合金化元素,利用固溶强化、沉淀硬化和弥散强化来提高合金的常温及高温性能[4~7]。来提高镁的物理、化学和力学性能。合金化设计从晶体学、原子的相对大小,以及原子价、电化学因素等[8]方面进行考虑,选择的合金化元素应在镁基体中有较高的固溶度,并且随着温度变化有明显的变化,在时效过程中合金化元素能形成强化效果比较突出的过渡相。除了对力学性能进行优化外,还要考 虑合金化元素对抗蚀性、加工性能及抗氧化性的影响。 根据合金化元素对二元镁合金机械性能的影响,可以将合金化元素分为三类[4~6]。 ①提高强度韧性的(以合金元素作用从强到弱排序)。 Al,Zn,Ca,Ag,Ce,Ga,Ni,Cu,Th(以强度为评价指标)。 Th,Ga,Zn,Ag,Ce,Ca,Al,Ni,Cu(以韧性为评价指标)。 ②能增强韧性而强度变化不大的,如Cd,Tl,Li。

镁及镁合金熔炼特点

镁及镁合金熔炼特点 镁合金的熔点不高,热容量较小,在空气中加热时,氧化快,在过热时易燃烧;在熔融状态下无熔刘保护时,则可猛烈地燃烧。因此,镁合金在熔铸过程中必须始终在熔剂或保护性气氛下进行。熔铸质量的好坏,在很大程度上取决于熔剂的质量和熔体保护的好坏。镁氧化时释放出大量的热,镁的比热容和导热性较低,MgO疏松多孔,无保护作用,因而氧化处附近的熔体易于局部过热,且会促进镁的氧化燃烧。 镁合金除强烈氧化外,遇水则会急剧地分解而引起爆炸,还能与氮形成氮化镁夹杂。氢能大量地溶于镁中,在熔炼温度不超过900℃时,吸氢能力增加不大,铸锭凝固时氢会大量析出,使铸锭产生气孔并促进疏松。多数合金元素的熔点和密度均比镁高,易于产生密度偏析,故一次熔炼是难以得到成分均匀的镁合金锭。有时采用预制镁合金,再重熔的办法。为防止污染合金,熔炼镁合金时不宜用一般硅砖作炉衬。由于镁合金对杂质也很敏感,如镍、被含量分别超过0.03%及0.01%时,铸锭便易热裂,并降低其耐蚀性。对熔剂要求很严格,要有较大的密度和适当的黏度,能很好地润湿炉衬。在熔炼过程中熔剂会不断地下沉,因而要陆续地添加新熔剂,使整个熔池覆盖好且不冒火燃烧。在个别地方出现氧化燃烧时,应及时撒上熔剂将其扑灭。用Ar、Cl2、CCl4去气精炼时,吹气时间不宜过长,否则会粗化晶粒。用N2气吹炼时可能形成氮化镁,温度不宜过高。镁合金的流动性较小,应稍提高浇温。但浇温过高会使形成缩松的倾向增大。铸锭时要注意熔体保护和漏镁放炮。浇温和浇速过高,易产生漏镁和中心热裂;但浇温浇速过低,则易形成冷隔、气孔和粗大金属间化合物等。此外,由于镁合金密度小,黏度大,一些溶解度小而密度较大的合金元素不易溶解完全,常随熔剂沉于炉底,或随熔剂悬浮于熔体中成为夹杂。因此,镁合金中常出现金属夹杂、熔剂夹渣及氧化夹渣。 归纳起来,镁合金的熔铸技术具有如下特点: 1)镁的化学活性很强烈,在熔态下,极易和氧、氮及水气发生化学作用。在熔体表面如不严加保护,接近800℃时就很快氧化燃烧。为减少烧损、生产安全以及保证金属质量,在整个熔铸过程中,熔体始终需用熔剂加以保护,避免与炉气和空气中的氧、氮及水气接触。因此,给工艺带来了许多问题,如大量熔盐

镁合金熔铸工艺特点及典型熔炼工艺

镁合金熔铸工艺特点及典型熔炼工艺 在熔炼镁合金过程中必须有效地防止金属的氧化或燃烧,可以通过在金属熔体表面撒熔剂或无熔剂工艺来实现.通常添加微量的金属铍和钙来提高镁熔体的抗氧化性.熔剂熔炼和无熔剂熔炼是镁合金熔炼与浇注过程的两大类基本工艺.1970年之前,熔炼镁合金主要是采用熔剂熔炼工艺.熔剂能去除镁中杂质并且能在镁合金熔体表面形成一层保护性薄膜,隔绝空气.然而熔剂膜隔绝空气的效果并不十分理想,熔炼过程中氧化燃烧造成的镁损失还是比较大.此外,熔剂熔炼工艺还存在一些问题,一方面容易产生熔剂夹杂,导致铸件力学性能和耐蚀性下降,限制了镁合金的应用;另一方面熔剂与镁合金液反应生成腐蚀性烟气,破坏熔炼设备,恶化工作环境.为了提高熔化过程的安全性和减少镁合金液的氧化,20世纪70年代初出现了无熔剂熔炼工艺,在熔炼炉中采用六氟化硫(SF6)与氮气(N2)或干燥空气的混合保护气体,从而避免液面和空气接触.混合气体中SF6的含量要慎重选择.如果SF6 含量过高,会侵蚀坩锅降低其使用寿命;如果含量过低,则不能有效保护熔体.总的来说,无论是熔剂熔炼还是无熔剂熔炼,只要操作得当,都能较好地生产出优质铸造镁合金. 1熔炼保护工艺 (1)熔剂保护熔炼工艺

将熔体表面与氧气隔绝是安全地进行镁合金熔炼的最基本 要求.早期曾尝试采用气体保护系统,但效果并不理想.后来,人 们开发了熔剂保护熔炼的工艺.镁合金用熔剂见表7.3.在熔炼过程中,必须避免坩锅中熔融炉料出现"搭桥"现象,将余下的炉料 逐渐添加到坩锅内,保持合金熔体液面平稳上升,并将熔剂轻轻 撒在熔体表面. 每种镁合金都有各自的专用熔剂,必须严格遵守供应商规定的熔剂使用指南.在熔化过程中,必须防止炉料局部过热.采用熔体氯化工艺熔炼镁合金时,必须采取有效措施收集Cl2.在浇注前,要对熔体仔细撇渣,去氧化物,特别是影响抗蚀性的氯化物.浇注后,通常将硫粉撒在熔体表面以减轻其在凝固过程中的氧化. (2)无熔剂保护工艺 压铸技术中采用熔剂熔炼工艺会带来一些操作上的困难,特别是在热压室压铸中,这种困难更加严重.同时,熔剂夹杂是镁合金铸件最常见的缺陷,严重影响铸件的力学性能和耐蚀性,大大 阻碍了镁合金的广泛应用.20世纪70 年代初,无熔剂熔炼工艺 的开发成功是镁合金应用领域中的一个重要突破,对镁合金工业的发展有着革命性的意义. 1)气体保护机理 如上所述,纯净的N2,Ar,Ne 等惰性气体虽然能对镁及其合金熔体起到一定的阻燃和保护作用,但效果并不理想.N2易与镁

镁及镁合金板材的生产工艺流程

镁及镁合金板材的生产工艺流程(一) 镁及镁合金板材的生产工艺流程为: 1、熔炼与铸锭 熔炼包括熔化、合金化、精炼、晶粒细化、过滤等冶金和物理化学过程,通常在反射炉或坩埚炉内进行。镁及镁合金的熔点都在650℃左右,它们极易氧化且随温度的升高而加剧。当温度超过约850℃时,熔体的表面立即燃烧,故熔炼时必须用熔剂覆盖或以保护性气体保护。镁及镁合金在熔融和燃烧状态下遇水、含水(包括结晶水)物质和液态防火介质都可能导致剧烈爆炸,因此,在生产的全过程中注意安全是至关重要的。以隔离空气为主的覆盖熔剂和以提高熔体质量为主的精炼熔剂都是碱金属或碱土金属的氯化物和氟化物。除气(主要是氢)随熔剂精炼进行,也可向熔体中通入活性气体(如氯气)。对凝固时的晶粒粗大倾向,据合金的不同可采取控制熔体温度、向熔体加入微量元素进行变质处理等加以抑制,即晶粒细化(见铸锭晶粒的细化处理)。铸锭通常采用半连续铸锭法。除封闭式铸锭外,流槽和结晶器中裸露的金属,必须用s0:或SF。等气体保护。要科学地确定和控制各项铸造参数,以防止铸锭发生热裂,并降低冷隔深度和减少金属间化合物的形成和聚集。除镁一钇系合金外,铸锭的冷裂倾向小。 2、加热与热轧 铸锭在加热前必须铣面(见有色金属合金锭坯铣面),彻底去除冷隔和偏析物等表面缺陷;合金元素含量高和含锆、钇等的合金还要经均匀化处理(见有色金属合金锭坯均匀化)。铸锭加热时应避免直接热辐射和避免火焰同铝接触,以防局部过热、熔化或燃烧。根据合金的不同加热温度控制在370~510℃范围内。除含锂高的超轻合金有晶型转变外,余者皆为密排六方晶型,塑性差,但变形能力随加热温度的提高和晶粒尺寸的减小而提高,并比立方晶型的金属提高得更快。热轧的总变形量可以达到96%。严格控制终轧温度是保证热加工状态成品板材的力学性能并防止板坯及薄板产生裂纹的重要途径。晶粒粗大的铸锭和厚度较小的热轧成品,有的要进行二

高性能稀土镁合金及其研究进展

高性能稀土镁合金及其研究进展 镁合金作为一种轻质的绿色工程材料具有很大的应用前景,被称为21世纪的“绿色工程材料”。然而,大部分镁合金的力学性能(尤其高温力学性能)较差,使其应用受到限制。因此,如何改善其力学性能成为亟待解决的问题。添加合金化元素是常用来改善镁合金力学性能的手段之一,尤其是添加稀土元素。稀土元素对镁合金具有“净化”“细化”“强化”“合金化”的四重作用。Mg-RE系合金因其优异的高温拉伸性能、抗蠕变性能及良好的塑性成形能力而备受青睐,被认为是最具有应用前景的高温高强合金体系。因此,本文主要综述近年来国内外在高性能稀土镁合金方面的研究进展,重点介绍制备高性能镁合金的制备方法、加工技术、热处理工艺、强韧化机制及目前研究中存在的问题与不足。 1.Mg-RE系合金 Mg-RE系合金是目前镁合金中最重要的高强耐热镁合金体系,尤其是含有重稀土元素(Gd、Y、Dy、Ho、Er等)的镁合金。Mg-RE系二元合金的时效硬化特性、强度与稀土添加量成正比关系,如在 Mg-Gd二元合金体系中Gd的质量百分含量若低于10%则合金的时效析出偏低或者无析出,直接导致合金的强度及耐热性能降低。为了降低稀土的添加量且不影响时效硬化特性效果,在Mg-RE二元合金的基础上添加其它合金化元素开发出了三元、四元等稀土镁合金。目前,稀土镁合金主要包括在Mg-Gd体系上形成的Mg-Gd-Y、Mg-Gd-Er、Mg-Gd-Ho、Mg-Gd-Dy等系列合金,在Mg-Y体系上形成的Mg-Y-Gd、Mg-Y-Nd、Mg-Y-Sc-Mn 等系列合金,为了细化晶粒稀土镁合金中常常加入Zr元素。 除了早期的WE54、WE43合金,Mordike等通过添加Sc及Mn等元素,开发了抗蠕变性能优于WE43合金的Mg-4Y-1Sc-1Mn(wt.%)合金;He等用普通铸造+挤压+峰值时效的方法制备了高强耐热Mg-10Gd-2Y-0.5Zr(wt.%)合金,其室温下的屈服强度、抗拉强度、延伸率分别可高达331 MPa、397 MPa、1%。最近,Li等通过轧制+时效的方法制备了Mg-14Gd-0.5Zr 合金,其屈服强度、延伸率分别可高达445 MPa、2%。Mg-RE系合金是目前最适合、最有前途的可应用在航空航天或汽车上的镁合金材料,多数单位都将此系列合金的目标性能提高到550Mpa-600Mpa,稳定使用温度在200 o C。晶粒细化、形变强化、沉淀强化是目前稀土镁合金采用的强化手段。目前的研究主要集中在沉淀强化方面。Mg-RE系合金主要的时效析出强 化相为β′′ (DO 19)、β′(cbco),其中,β′′相的化学成分为Mg 3 RE, β′相的化学成分为Mg15RE3。 β′相与基体具有半共格关系,匹配较好,大量、致密、规则析出的β′相,可有效阻止位错运动,被认为是合金强度提高的主要原因之一。 目前的研究仍有不足,主要表现在以下几个方面:(1)合金中含有大量的稀土,导致合金成本偏高;(2)合金的塑性加工性能偏差,有必要寻找改善合金塑性的新方法、新理论;(3)合金的塑性变形机制研究较少,需大研究稀土溶质原子、晶粒尺寸、晶界类型、织构等对滑移系机制的影响规律。 2.Mg-RE-Zn系合金 Mg-RE-Zn合金是现在研究的一个热点,一方面因为Kawamura于2001年用快速凝固粉/

镁合金板材各向异性实验研究

本科毕业设计(论文) 镁合金板材各向异性实验研究 刘阳 燕山大学 2014年6月

本科毕业设计(论文) 镁合金板材各向异性实验研究 学院:机械工程学院 专业:轧钢 学生姓名:刘阳 学号:100101010371 指导教师:石宝东 答辩日期:2014/6/20

燕山大学毕业设计(论文)任务书

摘要 摘要 由于具有密度低、比强度和比刚度高等特点,镁合金板日益广泛地应用于交通、家电和通讯领域。由轧制而导致的镁合金晶体的取向特征以及镁合金晶体自身对称性较差的特点,镁合金经常表现出较强的各向异性行为。本论文以此为研究对象,试验确定了三种不同厚度镁合金板材的各向异性行为,通过试验数据研究了AZ31型镁合金板材在室温下的各向异性屈服行为,从而为使用量大、具有良好应用前景的镁合金的各向异性唯象模型提供了大量的实验研究数据。 基于对三种不同厚度AZ31镁合金板材的基本力学性能的研究发现:镁合金板材在不同方向上力学性能不同,所研究的板材的力学性能都表现出了各向异性特征。 进一步研究表明,现有的金属塑性强化模型不能满足工程上的要求,畸变强化理论有利于弥补现有强化模型的缺陷。此外,通过多向单轴拉伸实验,测定了AZ31镁合金板材的初始屈服面和等塑性功面,系统的分析了等塑性功面的演变规律。 关键词AZ31镁合金板;各向异性;拉伸力学性能;屈服面

燕山大学本科生毕业设计(论文) Abstract Due to their good properties,such as low density,high specific strength and high specific stiffness , magnesium alloy sheets are widely applied in transportation , household appliance, communication and many other fields.Because of the orientations of magnesium alloy crystals by rolling and less symmetrical characteristics,magnesium alloys often show strong anisotropy behavior.In this paper, as a research object,Testing to determine the anisotropic behavior of three different thicknesses of magnesium alloy sheet,Through experimental data to study the anisotropic yield behavior of AZ31 magnesium alloy sheet type at room temperature,Anisotropic phenomenological model for the use of magnesium alloy so large,with good prospects of a large number of experimental studies provide data. Based on the basic mechanical properties of three different thicknesses AZ31 magnesium alloy sheet study found: magnesium alloy sheet in different directions different mechanical properties, the mechanical properties of the sheet are studied showed anisotropy. Further study showed that the existing metal plastic hardening model can not meet the requirements for building works,to compensate the distortion in favor of strengthening the existing theoretical models to strengthen the theoretical defects.In addition,multi-directional uniaxial tensile test and biaxial loading experiments,we measured the yield surface systems and functions such as shaping the surface of AZ31 magnesium alloy sheet, which systematically analyzes the evolution of the yield surface. Keywords AZ31 magnesium alloy plate anisotropy ; Anisotropy ;tensile mechanical properties ;yield surface;

镁合金表面纳米化及孪晶强韧化机制研究

目录 摘要.................................................................................................................................................................. I ABSTRACT ................................................................................................................................................... IV 第 1 章绪论 (1) 1.1 镁合金塑性变形机制和技术 (1) 1.1.1 镁合金的滑移、层错和孪生 (1) 1.1.2 镁合金塑性变形技术方法 (9) 1.2 晶粒细化及纳米化 (10) 1.2.1 Hall-Petch效应 (11) 1.2.2 纳米化及表面纳米化 (12) 1.3 孪晶强韧化 (13) 1.3.1 其他金属材料中的纳米孪晶强韧化 (13) 1.3.2 镁合金中的孪晶强韧化 (15) 1.4 表面机械研磨处理(SMAT) (18) 1.4.1 原理方法简介 (18) 1.4.2 SMAT方法在其他金属材料中的发展 (19) 1.4.3 SMAT方法在镁合金中的发展 (20) 1.5 课题意义及研究内容 (21) 1.5.1 选题意义 (21) 1.5.2 研究内容 (22) 参考文献 (23) 第 2 章实验过程和研究方法 (30) 2.1 工艺路线 (30) 2.2 合金制备 (31) 2.2.1 Mg-3Gd合金熔炼铸造与热挤压 (31) 2.2.2 Mg-7Al-2Sn合金压铸与热处理 (32) 2.3 表面机械研磨处理(SMAT) (34) 2.4 力学性能测试 (35) 2.4.1 微观硬度测试 (35)

镁合金熔炼作业指导书

镁合金熔炼作业指导书 (ISO9001-2015/IATF16949-2016) 1.0目的 为了能够保证员工的安全、产品的质量,特制定本制度,须严格按本指导书执行。 2.0适用范围 适用于公司镁合金的熔炼。 3.0职责 3.1技术部是本制度的制定部门; 3.2生产部是本制度的执行部门; 4.0内容 4.1开炉准备 4.1.1检查针对镁合金安全防护的消防灭火物品及数量是否准备到工作现场。 4.1.2检查镁合金原材料表面是否有油污、氧化物、潮湿。检查保护气体氮气、SF6压力2bar-4bar。检查清泵、打渣工具是否齐全并准备到现场。 4.1.3检查熔炉电缆是否有裸露,三相电源是否是AC380V。供气5分钟检查各气路混合系统是否正常,检查管路接头是否漏气、检查密封件。 4.1.4检查熔化室、保温室、浇注室内是否有水、油、干沙或铁锈。 4.1.5检查镁炉熔化室、保温室、浇注室炉盖、出料口是否用耐火棉密封好。 4.1.6检查给料泵手动转动是否顺畅。操作面板各开关有效。 4.2开炉

4.1.1合上供电电柜、熔炉主电源开关及0转到I。 4.1.2调节各压力到正常:氮气2bar-4bar,六氟化硫2bar-4bar,SF6压力大于N2压力0.2Kgf/cm2。 4.1.3主进气源压力不能大于0.8Mpa,会对控制柜气路有损坏。 4.1.4因镁合金熔炉镁液容量大小不一需要的混合保护气流量大小不一样,适镁锭杂质,预热情况,密封情况,气源纯度而定。(注:依镁液表面形成良好的保护膜为准,无氧化,无着火,检测方法打开加料盖20--30秒看是否氧化,着火。) 4.1.5镁合金熔炉应用于压铸混合比例SF6N2(千分之2-3),要求使用纯氮;纯度99.9℅六氟化硫纯度99.9℅.因地区差异使用其它气体要告知厂商。 4.1.6镁合金镁液温度580℃以上禁止停止保护气或缺少保护气。 4.1.7熔炉保护气管炉内有氧化镁堵塞时保护效果差可以把气管堵头拆下疏通。 4.1.8保护气管因风化或其它原因损坏要及时更换;以免造成气体消耗大或炉内氧化严重造成损失 4.1.9保护气管道要定时检查有无泄漏;方法用洗洁精配水形成泡沫涂在管道上看有无气泡。检查后用干净布擦干净。 4.1.10升温加热过程中,每小时检查一次温度、压力流量值,做好记录。 4.1.11工作过程中随时观察熔炉温度,检查气体的压力、流量。随时对熔炉密闭性进行检查做好防范工作。 4.1.12坩埚内料液液面离炉盖不低于20mm。 4.1.13加料时镁锭应先进行预热到150℃并沿炉壁倾斜慢慢划入料液内。每次

航空航天镁及镁合金应用

“航空航天、交通运输用高强镁合金加工材”类中,关键领域“航空航天”此方向下,具体产品(技术)名称中3类铸件锻件、挤压变形材、板带材,我公司是否有能力按照“产品(技术)要求”进行生产,并按照产品(技术)要求中的指标能生产的具体产品名称或方向各是哪些。 一.镁合金锻件运用领域 在大多数工程应用中,通常要求零件拉伸性能具有各向同性。因此,必须对镁合金铸锭坯进行不同方向的镦粗。使用三轴锻造可以控制镁合金三个方向上的镦粗过程,能有效避免各向异性。采用上述工艺可制备出的镁合金锻件,已成功地应用于航空、汽车等工业领域。比如,直升机及赛车发动机用镁合金锻件、直升机用镁合金锻件、箱罩用镁合金锻件,镁合金轮毂这些部件能承受极高的静态和动态交变载荷,并长期服役高温环境中。 二.锻造用典型镁合金 1.几种常用变形镁合金牌号和机械性能及其在航空领域的应用 锻造常用镁合金是Mg-Al-Zn、Mg-Zn-Zr和Mg-Mn系,其他的还有Mg-Th、Mg -Re -Zn -Zr 和Mg-Al-Li系等。 Mg-Al-Zn系合金一般属于中等强度、塑性较高的变形材料。按照ASTM标准,该系中常用的镁合金有AZ31B、AZ61A、AZ80A,我国与此相当的牌号分别是MB2、MB5、MB7。但是,Mg-A1-Zn系合金铸锭的实际晶粒尺寸不适于铸造后直接锻造,因此锻造前有必要对铸锭进

行预挤压,以获得合乎要求的细晶组织,提高合金的可锻性。早在上世纪90年代李相容基于MB2制订出了镁合金的合理锻造工艺规范,随后国内很少有利用该系镁合金研制或生产镁锻件的报道。据悉俄罗斯已拥有用成套镁合金熔炼锻造生产线专利及专有技术,进行MA2—1(相当于我国牌号的MB3)镁合金锻造汽车轮毂和摩托车轮毂生产。 MB2是Mg-Al-Zn系不可热处理强化的变形镁合金。合金在室温下工艺塑性差,高温时塑性好,因此合金的压力加工工序必须在加热状态下进行。合金的切削加工性能、焊接性能良好,应力腐蚀倾向小,耐蚀性能较好。该合金可加工成形状复杂的锻件和模锻件,制成的零件可在150℃以下长期工作和在200℃下短时工作. Mg-Zn-Zr系一般属于高强度材料,变形能力不如Mg-Al-Zn。按照ASTM标准,Mg-Zn-Zr系常用的牌号有ZK21A和ZK60A,是工业变形镁合金中强度最高、综合性能最好、应用最广泛的结构合金。该系合金由于Zr的存在及细化作用,其镁合金铸锭可以直接进行锻造,改变了传统的采用一次挤压坯料来生产锻件的工艺流程,从而简化制备镁合金锻件的生产工艺,降低消耗。目前,国内Mg-Zn-Zr系镁合金锻件的研制都是基于MBl5合金的。1997年,我国航空工业总公司的研究者尝试了以MB26(由MBl5添加稀土元素钇而成)高强度稀土镁合金铸锭直接锻制装机零件来改变传统挤压棒材的模锻新工艺,结果表明,用该合金铸锭直接锻制飞机零件,无论从工艺角度、力学性能角度和实际应用角度看都是完全可行的,而且效果较佳。

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 development 2.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。镁合金是目前工业应用中最轻的金属结构材料,根据合金成分的不同,其密度通常在1.75-2.10g/cm3范围内,约为铝的2/3,钢的1/4。 2)比强度、比刚度高。镁合金的比强度高于铝合金和钢铁,但略低于比强度最高的纤维增强塑料。其比刚度与铝合金和钢铁相当,但却远高于纤维增强塑料。镁合金材料与其他相关材料的物理性能和力学性能分析比较如表1所示。 表1 镁合金和相关材料的物理和力学性能比较 Tab. 1 The comparison of physical and mechanical properties between magnesium alloy and other materials [9] 材料抗拉强度/Mpa 屈服强度/Mpa 延伸率/% 弹性模量/Gpa 比强度镁合金AZ31 251 154 13.8 45 141 镁合金AZ91 275 145 13.8 45 151 镁合金AM60 240 140 15 45 134 铝合金380 315 160 3 71 106 碳钢517 140 22 200 80 塑料ABS 35 - 40 2.1 41 塑料PC 104 - 3 6.7 102 3)吸震阻尼性能好。镁合金与铝合金、钢、铁相比具有较低的弹性模量,在同样受力条件下,可消耗更大的变形功,具有降噪、减振功能,可承受较大的冲击震动负荷。镁合金具有极好的滞弹吸震能力,其抗冲击性是铝合金的10倍,塑料的20倍。 4)良好的铸造性能。镁与铁的反应低,熔炼时可用铁坩埚,熔融镁对坩埚的侵蚀小,压铸时对压铸模的侵蚀小,与铝合金压铸相比,压铸模使用寿命可提高2-3倍,通常可维持20万次以上。镁合金的比热和结晶潜热小,所以流动性

镁合金材料应用简介

镁合金材料应用简介 庄顺英 zsy@https://www.sodocs.net/doc/0c4376682.html, 摘要::以下是转载,主要介绍镁合金材料的特性、种类、成型条件和处理工艺。关键词: 如:性能,特点,压铸设备,成型技术等

镁合金材料一直是作为机械零件来应用的,近年来,由于3C产品的轻薄化,使得镁合金产品在3C领域有着较为广泛的应用。 这种金属材料的特点,决定了它的加工方式与注塑产品有很大的不同,所以在这里对镁合金材料做个简单的介绍,主要包括镁合金材料简介、镁合金压铸设备简介、镁合金压铸模具简介和典型零件工艺流程简介,给大家在设计镁合金产品时做一个参考。 一、镁及镁合金材料简介 1、物理化学性能 镁为银白色金属,原子序数为12,原子量为24,是目前实际应用中重量最轻的结构金属。 镁的密度1.74 g/cm3,熔点650℃,沸点1107℃,比热1.03KJ/(kg* K),线胀 系数26×10-6/ K,弹性模量45GPa(在常用金属中是最低的)。 气氧化,生成一层很薄的氧化膜,但这种薄膜不致密,疏松多孔,而且脆性较大,远不如铝合金氧化膜坚实,所以镁的耐蚀性很差。 镁属于活泼金属,化学活性很强,与其他金属接触时会产生电化学腐蚀,即使皮膜处理后,也不能完全防止腐蚀。 2、机械性能及合金化 纯镁的机械性能较低,屈服强度σs=90MPa,抗拉强度σb=200MPa,延伸率:δ=11.5%,断面收缩率ψ=12.5%,一般不能直接用做结构材料。 因此,人们根据不同的使用要求,在镁中加入铝、锌、锰、硅、锆、铈等合金元素,创造出多种不同性能的镁合金。 铝的合金化可以改善机械强度,提高铸造性能,同时赋于材料热处理强化效果,但随着铝含量的增加,材料的延展性和断裂强度逐渐下降。 锌的合金化能改善机械强度,在含量适当时,能改善合金的塑性,但锌对铸造性能有不利的影响,增加形成疏松和热裂纹的倾向。 锰的合金化对提高耐腐蚀性能也十分有利,因为Mn可与合金中的Fe形成化合物作为熔渣被排除,消除Fe对镁合金耐蚀性的有害影响。 硅和其它稀有元素的镁合金,能促使形成细小的微粒分布在晶粒的周围,改善镁合金的高温蠕变性能,当然,这些合金在室温下也具有良好的机械性能。 合金化的个作用:第一,提高镁的机械性能;第二,降低液相温度,增加流动性,改善镁合金的铸造性能,减小收缩倾向;第三,针对镁合金在150℃以上,强度显著下降的特点,增强镁合金的高温抗蠕变性能。

国内外新材料产业发展经验汇编

经验汇编:国内外新材料产业发展动态 新材料是国家七大战略性新兴产业之一,是制造业转型升级的基础。去年底国务院成立国家新材料产业发展领导小组,工信部等四部委发布《新材料发展规划指南》,为新材料产业发展提出目标、方向和任务。现梳理国内外新材料产业发展动态,供参 一、国际市场竞争激烈 全球新材料产业竞争格局正在发生重大调整,新材料不信息、能源、生物等高技术加速融合,大数据、数字仿真等技术在新材料研发设计中作用不断突出,“互联网+”、材料基因组计划、增材制造等新技术新模式蓬勃兴起,新材料创新步伐持续加快,国际市场竞争日趋激烈。日本新材料产业发展目标是占据世界市场,目前其保持领先优势的领域有:精细陶瓷、碳纤维、工程塑料、非晶合金、超级钢铁材料、有机EL材料、镁合金材料。美国将新材料列为影响经济繁荣和国家安全的六大类关键技术之首,凭借其强大的科技实力,新材料产业全面发展,幵注重“官产学研”有效结合推动新材料发展。俄罗斯在航空航天材料、能源材料、化工材料、金属材料、超导材料、聚合材料等领域保持领先地位,幵大力发展电子信息工业、通讯设斲、计算机产业等对促进国民经济发展和提高国防实力有重要影响的材料领域。 二、国内发展速度加快 我国新材料产业处于发展黄金期,市场规模已超过2万亿元,预计“十三亓”期间年均增速达20%。一是东中西部协调互补的整体布局初具雏形。东部地区在环渤海、长三角和珠三角地区,已形成综合性新材料产业集群;中部地区在高技术含量、高附加值的精深加工产品方面潜力巨大;西部地区正着力培育一批特色鲜明、比较优势突出的新材料产业集群。二是发展目标明确。到2020年,先进基础材料总体实现稳定供给,关键战略材料综合保障能力超过70%,前沿新材料取得一批核心技术与利,部分品种实现量产。三是发展方向清晰。突破金属材料、复合材料、先进半导体材料等领域技术装备制约,在碳纤维复合材料、高品质特殊钢、先进轻合金材料等领域实现70种以上重点新材料产业化及应用,建成不我国新材料产业发展水平相匹配的工艺装备保障体系;积极发展军民共用特种新材料,促进新材料产业军民融合发展。 三、各省份发展动态 山东省新材料产业领域覆盖国家划定的六大领域,在全国新材料产业基地数量区域分布统计中占10%,新材料产业产值占全国总产值的四分之一左右。目前已形成以聚氨酯、氟硅材料、高性能纤维、新型隔热保温等涉化工新材料为主导,稀土功能材料、石墨烯、高端晶体、纳米材料等前沿材料为新增长点的新材料产业体系,是国内重要的新材料产业基地。主要做法:一是龙头带动。以烟台万华、山东东岳、鲁西等年产值百亿元以上的化工新材料巨头企业为龙头,培育出一批成长性强、市场占有率高的“小巨人”企业,应用扩大到碳纤维、芳纶、玻纤等新材料下游市场。二是研发创新。自主开发出全氟离子膜、碳纤维、高强超薄大型铝合金材料、间位芳纶纸等一批新材料产品;石墨烯、晶体材料等前沿新材料创新成效明显。三是依托智能制造打造核心竞争力。如泰山玻纤的全链条全系统智能化使生产效率提高20%,运营成本下降20%。 江苏省是新材料制造和需求大省,在新型功能材料、纳米材料和多晶硅等领域处于国内领先地位。2016年全省新材料产值达1.18万亿元,产业规模占长三角的一半以上,约占全国规模的15%。主要做法:一是优化布局。结合苏南国家自主创新示范区建设,加强顶层设计和

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