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ZM5鎂合金化學成分及力學性能

2019-12-28 10:29 ?瀏覽:

Mg-Al合金是常用Mg合金的基礎,Al在Mg中有高的溶解度(達12.7%以上),并有明顯的溶解度變化,時效硬化效應較明顯。Mg-Al合金中添加其他合金元素,可以獲得不同系列的合金,獲得了廣泛的應用。
Mg-Al-Zn合金是在Mg-Al合金的基礎上形成的一種高強度鑄造鎂合金,有較高的室溫強度和鑄造性能,但耐熱性能差,工作溫度不能超過150℃。
ZM5合金是一種典型Mg-Al-Zn合金,其化學成分列于下表中:

ZM5與美國的AZ81(Mg-8Al-0.5Zn)合金相當,是唯一的國產Mg-Al-Zn系合金,也是應用最廣的一種鑄造鎂合金。適于砂模和壓鑄法鑄造各種零件,韌性好,氣密性高。國外還用含Zn量更高的AZ63(Mg-6AL-32n)和高Al合金AZ91
(Mg-9AL-0.5Zn),這兩種合金室溫強度和塑性高,后者還有較高的疲勞強度,所以用途比Mg-Al系二元合金(AZ80)廣。Mg-AL-Zn系合金(AZ81)可代替鑄鐵生產摩托車的曲軸箱,能減輕50kg重量,是節能的好材料。
ZM5能進行T4和T6處理,淬火溫度410-420℃,,T.= 175-200 +5℃,16 h或8 h。 T6的強度,尤其是屈服強度比T4高,但塑性明顯降低(表2-72),應根據零件的要求選擇熱處理制度。例如,發動機零件要求組織性能有高的穩定性,選用T6較好,要求塑性高的飛機零件,則應選擇T4制度。

ZM5合金的砂型和金屬型鑄件,主要以T4或T6狀態供應使用;而壓鑄件只在鑄態(F)下應用。該合金也可А其他鑄造?藝i生產鑄件,鑄件尺寸一般也不受限制。
ZM5合金的熔化溫度范圍為430~600℃;熱導率入=7.85 W/(m.℃);比熱容c= 1047J/(kg.℃)(20~ 100℃);密度p=1.81 g/cm3;線膨脹系數見表2-73;電阻率見表2-74;無磁性。

ZM5合金的化學活性大,在空氣中的燃點為400℃以上,與材料尺寸和形狀有關。熔融鎂合金與水接觸會產生劇烈反應,危險性比較大。
ZM5合金的耐蝕性能比較差,但用高純鎂與控制雜質含量(特別是鐵、銅、鎳、硅、氯化物等)可大幅提高其耐腐蝕性能。表2-75為ZM5合金腐蝕試驗后的強度損失。

ZM5合金鑄件的室溫硬度值見表2-76;高溫硬度值見表2-77;典型的室溫拉伸性能見表2-78,高溫拉伸性能見表2-79;室溫壓縮性能見表2-80;室溫沖擊韌性見表2-81;高溫持久強度極限見表2-82;高溫蠕變強度極限見表2-83;旋轉彎曲疲勞極限見表2-84;高溫疲勞極限見表2-85;彈性模量和切變模量分別列于表2-86和表2-87中;泊松比為0.34.







ZM5合金鑄態組織是由a-Mg固溶體及沿晶界不連續網狀分布的Mg17Al12塊狀化合物所組成。由于組織高度偏析,化合物也分布于晶粒的枝晶網間?;衔锏拇笮?、數量和形狀與凝固時的冷卻速度有關。固溶處理后,化合物溶入固溶體,其組織為具有輪廓分明的晶粒組織,在某些晶界交接處有少量塊狀化合物殘余。如冷卻速度緩慢,則可能在晶界上有某些片狀沉淀。時效引起固溶體的分解,沉淀出細小魏氏體型組織,而165℃或更高溫度下時效處理晶界出現較粗片狀沉淀物。
在金屬補縮不足部分,晶界處有時出現顯微疏松缺陷(顯微孔洞)。
2MS合金工藝性能和使用性能都不錯。
鑄造溫度范圍為690~800℃,有良好的流動性,但凝固時易形成顯微疏松,鑄件氣密性較差。
ZM5合金易于用氬弧焊進行補焊,補爆工藝性能良好。
ZM5合金鑄件可進行各種熱處理。固溶處理時熱處理爐內的氣氛應含有0.7%(不少于0.5%)So(每立方米的爐膛體積內須加人
0.5-1.5kg碗鐵礦或硫化亞鐵)或3%Co氣體作為保護氣氛,以保護鎂鑄件不致氧化燃燒。
ZM5合金鑄件表面應經化學氧化處理,使其表面形成一薄防護層。在處理之前,鑄件必須經吹砂、除油。根據零件的不同用途,在氧化處理后再進行涂油和涂漆保護。
ZM5合金具有優良的切削加工性能,可在較其他金屬大的吃刀量,并以很高速度進行切削加工。切削掉一定量金屬所需要的功率低于其他任何金屬。切削加工時,用和不用切削液一般都不需磨削和拋光,即可得到極好的光潔表面。
鎂合金板材
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