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ZM3鎂合金化學成分、力學性能和用途

2019-12-28 09:49 ?瀏覽:

ZM3鎂合金化學成分與高低溫力學性能見下表:

(1)ZM3合金化學成分。ZM3合金的化學成分及雜質含量見表2-109

(2)ZM3合金的熱處理制度。ZM3合金通常為鑄態,熱處理制度主要是退火,退火制度是(325±5)℃保溫3~5h,空冷。(3)ZM3合金的熔煉與鑄造工藝:1)合金的熔煉在焊接的低碳鋼堆堝中進行。含鋯合金的熔煉工藝不同于含鋁的鎂合金,應和澆注在同一堆堝內進行,轉注到另一堆堝進行澆注的方法會使鋯含量損失。合金熔煉在熔劑覆蓋中進行,這種熔劑由氯化物、氟化物所組成。合金化過程中應避免將稀土金屬在液面上空氣中升至高溫,應避免將稀土金屬移出液面使其氧化而燒損。鋅的燒損可忽略不計,而稀土的燒損則視熔鑄操作情況而變,一般為10%-15%,鋯以鋯的質量分數大于25%的鎂一鋯中間合金形式加入。精煉期間在金屬液面撒以不含氯化鎂的特種熔劑。因普通熔劑中的氯化鎂會與稀土金屬化合,形成稀土氯化物從金屬液中沉淀出來,使稀土損失。澆注前靜置15-20 min,讓熔劑與金屬分離和不溶化合物沉淀。然后降至要求的溫度澆鑄鑄件。坩堝底部必須剩留15%~20%合金熔液,以免將坩堝底部的渣泥、熔劑和不溶告等澆入鑄型。
2)合金制備過程中要防止鋁、鐵、硅、錳等元素沾污合金,因為這些元素妨礙鋯的晶粒細化效果。
3)由于鋯的溶解度低,且易與各種雜質元素形成化合物而損失,鋯的加入量必須為合金中所要求含鋯量的3~5倍。
4)晶粒的細化程度與合金中溶解鋯的含量密切相關,同時鋯的含量對合金的拉伸性能有著極其顯著的影響,所以熔煉技術和溫度控制是極為重要的。
(4)ZM3合金的物理性能。ZM3合金無磁性;熔化溫度范圍為590-645℃;100~300℃時,熱導率=117 W/cm.℃;密度Y=1.80 g/m 20℃時,電阻率p=73 n0.mo ZM3合金的比熱容和線膨脹系數分別見表2-110和2-111

(5)ZM3合金的化學性能。ZM3合金在空氣中燃點為400℃和400℃以上,但燃燒的難易程度還與材料本身的尺寸和開關有關。細小顆粒與粉塵狀態的鎂極易燃燒。機械加工和鋸切時產生的細屑較大,著火的危險程度也低于粉末,但切屑一旦加熱到燃點以上就容易燃燒。厚大截面的鎂合金只有延長加熱后才能燃燒。
(6)ZM3合金的組織結構。ZM3合金在鑄態下組織為a-Mg固溶體和分布在晶界上的塊狀化合物所組成。在較深腐蝕情況下,可發現錯的晶內偏析。錯含量較高則合金晶粒度細,化合物在枝晶內的傾向就小。在325℃溫度下,退火3-5h之后,部分化合物以小質點從晶內析出。
(7)耐腐蝕性能。ZM3鎂合金在干燥空氣中有很好的耐蝕性,但在潮濕空氣、水(尤其是海水)中的化學性是不穩定的,與大多數無機酸相互作用劇烈。在工業氣氛中,鎂的耐腐蝕性與中碳鋼相近。鎂的氧化膜不致密,故須經表面處理后,方可在大氣條件下長期使用。鎂合金對硒酸、氟化物、氫氟酸作用穩定,形成不溶性鹽。與鋁相反,鎂合金不與氫氧化鈉相互作用,在汽油、煤油、潤滑油中也很穩定。
鎂是負電性最高的金屬之一,不允許與鋁合金(鋁-鎂合金除外)、銅合金、鋼等零件直接接觸裝配,否則將導致電化學腐蝕。
鐵、銅、鎳、硅、氯化物和其他夾雜物以及某些鑄造缺陷會降低鎂合金的腐蝕穩定性。合金中的錯可以細化晶粒,并消除雜質的有害作用,大大提高合金的耐腐蝕能力,見圖2-31

(8)ZM3合金的力學性能。ZM3合金室溫的彈性模量E=44 GPa;切變模量G=16 GPa;泊松比4=0.31;溫的剪切強度r=118 MPa;室溫缺口敏感系數oH/ob= 1.0;室溫硬度為HBSS;U形缺口試樣室溫沖擊韌性aku=25 k/m;光滑試樣,N=2x10"周,旋轉彎曲疲勞極限o-1=69 MPa,室溫和高溫拉伸性能見表2-112
(9)ZM3合金的工藝性能:
1)成形性。ZM3合金具有優良的鑄造工藝性,鑄造溫度720~800℃。合金充型性良好,用澆鑄試棒長度的方法測定流動性為300 nm合金凝固時無形成顯微疏松的傾向。熱裂傾向性試驗測定的第一個裂紋是在環的寬度為12.5~15 mm處形成。線收縮率為1.3%。

2)焊接性能。合金可用氬弧焊焊接,補焊工藝性能良好。焊后應消除內應力,焊后應經內部質量和表面裂紋檢查。
3)零件熱處理工藝。合金僅在必要時經退火處理。
4)切削加工及磨削性能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下,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,用或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。(10)表面處理工藝:
1)鑄件表面應經化學氧化處理,使其表面形成一薄層防護層。在化學氧化處理之前鑄件必須經吹砂、除油處理。
2)根據零件的不同用途,在氧化處理后進行涂油或涂漆保護。
(11)品種規格與供應狀態。鑄件主要采用砂型鑄造工藝生產,也可采用金屬型鑄造。鑄件在鑄態下應用,必要時進行退火處理以消除內應力。
(12)應用概況與特殊要求:
1)ZM3合金已用于噴氣渦輪發動機的壓氣機匣、離心機匣等。還可廣泛用于發動機、附件、各種機匣、殼體等零件。
2)ZMB合金的抗拉強度能保持至250℃,高于此溫度則開始下降。
鎂合金棒材

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