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噴射沉積鎂合金的性能

2017-02-13 11:58:55 作者：本網(wǎng)整理來源：鎂谷微言分享至：

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    噴射沉積法是制備高性能鎂合金的有效工藝，合金材料的各項性能都得全面的提升，并可制備任何成分的合金，提高合金化元素濃度，為新型鎂合金和高性能鎂合金的研發(fā)和應用開辟了廣闊的前景，合金中還可以含一些非常規(guī)的合金化元素，它們形成的金屬間化合物和細微的彌散相粒子，可使合金具有優(yōu)異的力學性能和抗腐蝕性能。

    美國加州大學歐文分校拉弗尼亞等是最早從事鎂合金噴射沉積成形和擠壓材料研究的科學家，他們對含有Mn、Ca、RE等的噴射沉積Mg-Al-Zn-X系合金的力學性能作了研究，發(fā)現(xiàn)它們的各項性能均比傳統(tǒng)合金的高得多。也有關(guān)于Mg-Al-Zr和Mg-Zn-Zr系合金噴射成形材料的研究顯示：LDC Mg5.6Zn0.3Zr合金和LDC Mg8.4Al-0.2Zr合金的強度與時效狀態(tài)ZK60合金和AZ80合金相當?shù)耐瑫r卻具有更好的塑性。因為LDC合金會在擠壓過程中發(fā)生再結(jié)晶，晶粒細化到5μm；而LDC Mg-Al-Zr合金甚至在413℃/5h固溶處理和205℃/20h人工時效后，晶粒也未粒化，因為合金中存在大量穩(wěn)定的細小沉淀相Al3Zr。

    Mg-Al-Zn-Nd合金噴射沉積合金的性能

    噴射沉積工藝能明顯提高稀土鎂合金的性能，它們的晶粒細小，組織均勻，抗拉強度Rm比鑄錠冶金材料的高17%，屈服強度高28%，伸長率A增長8.5個百分點。WE54合金噴射沉積材料晶粒為10μm~30μm，遠小于鑄錠冶金的。沉積錠坯中從中層到上層的組織均勻，晶粒為約20μm的等軸晶，上層頂面晶粒最細。底部的晶粒粗，越接近底部越粗些。噴射沉積WE54合金為等軸晶組織，平均尺寸為20μm，孔隙度≤5%。

    噴射沉積鎂合金QE22與相應的鑄造合金相比，晶粒細小，組織均勻，無宏觀偏析，強度提高40%，伸長率增加3~10個百分點，抗蝕性上升1/3，沉積坯孔隙率4.4%，含氫量可低到2PPM，只有鎂粉氫含量的1/6.5。

    氣體霧化及噴射沉積鎂合金的性能

    氣體霧化及噴射成形鎂合金的性能見下表，如未作說明，則材料為擠壓狀態(tài)的。在合金前面的LDC-動態(tài)壓實，SF-噴射成形，Ca-鑄造，GA-氣體霧化。德國圖克勞斯撒爾（Tu-Clausthal）材料研究所對鎂合金氣體霧化沉積工藝作了深入的研究，采用感應加熱不銹鋼坩堝煉鎂合金，以感應加熱導流管將熔體導入霧化器噴嘴，用高速高壓氣流霧化。

    噴射沉積技術(shù)不僅用于生產(chǎn)傳統(tǒng)鎂合金如高溫合金WE54（工作溫度可達300℃）、抗蠕變砂型鑄造鎂合金QE22、壓鑄合金AS21和高溫壓鑄合金AE42，還可用于制備和開發(fā)新的鎂合金如Mg-Al-Ca、Mg-Al-Ca-Si合金等。在噴射沉積制備鎂合金時應特別注意安全，可向隋性保護氣體中加入1V0.1%氧鈍化處理粉末，以防噴射沉積過程液滴和過噴粉末自燃，同時為了安全處理過噴粉末，需要在生產(chǎn)后對粉末再鈍化處理一次。