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Mg-Al-Zn變形鎂合金牌號、力學性能和熱處理

2019-12-30 09:50 ?瀏覽:

Mg-Al-Zn系合金是發展最早,應用也很廣泛的一類鎂合金。它的主要特點是強度高,能夠進行熱處理強化,并有良好的鑄造性能。但Mg-Al-Zn系合金的耐蝕性較差,屈服強度和耐熱性也不夠高。工業上常見的Mg-A-Zn變形合金有MB2.MB3.MB4,MB5、MB6和MB7。
從MB2到MB7是按Al(Zn)含量的增加順序編排的。該系合金的組織性能變化特點與鑄造鎂合金基本相同,為了保證合金的塑性,合金化程度要低些,雜質(Cu、Ni、5i、Fe等)控制要嚴些。
該系合金的主要合金元素是Al,Zn的含量較低(除MB6外均不大于1.5%),除了起一部分固溶強化作用外,還有提高塑性的作用。Mn的作用與鑄造合金相同,起一部分固溶強化作用,但主要作用是改善抗蝕性。
五種Mg-Al-Zn合金中以MB2和MB3的合金化程度最低,Al含量不大于5.0%,不能熱處理強化,強度雖低些,但工藝塑性較好,適于加工各種板、棒和鍛件等半成品,而且5CC傾向較低。MB3的焊接性能差些,但MB2卻很好??芍圃斐惺苤械蓉摵?、工作溫度不超過150℃的高速飛行器殼體、機翼壁板和艙體加強構件等。這兩種合金均在退火狀態使用,MB2的退火制度:280~350℃,3-5 h,空冷;MB3的退火制度:250~280℃,0.5 h,空冷。
MB5合金的Al含量已超過5%,但仍無熱處理強化效應,相反,5CC傾向增加,焊接性能變壞。這種合金的切削性能較好,熱塑性合格,可以生產棒材、鍛件、板材和管材,制造承受大負荷的零件,如發動機搖臂和支架等。退火溫度為320-380℃,4~8 ho MB6是Zn含量最高的合金(2.0%~3.0%),Al含量雖未增加,但因形成了T(AlM5Zn)相和Mg,Al,相,可以進行熱處理強化。合金的退火制度為:320~350℃,4~6 h,空冷;固溶處理或淬火溫度T,-(380±5)℃。這種合金的力學性能較高,如表2-158所示,主要生產高強度半成品,如熱擠棒材、擠壓件、厚壁管和型材等,也可以制造各種小型零件。但抗蝕性較差,只當工件厚度大于7mm才有合格的抗蝕性,厚度小于7mm有較高的5CC敏感性。

MB7合金的Zn含量與MB2相同,但Al含量比任一合金都高,故能強化熱處理。這種合金的強度雖然,高,切削加工性能也好,但應力腐蝕傾向大,熱塑性低,只適于模鍛和擠壓加工。消除擠壓件內應力的退火:(200± 10)℃,1 h,淬火溫度為(415±5)℃,時效溫度為(175士5)℃。這種合金主要以鍛件和擠壓件形式,應用于高強度零件和結構件方面。
B物理性能
Mg-A-Zn系合金的物理性能見表2-159
c力學性能
MB2.MB3,MB5合金材料的力學性能見表2-160~表2-163,Mg-AlZn系合金的力學性能見表2-164、表2-165


D耐腐蝕性能
MB2和MB3合金的應力腐蝕開裂傾向較小。
MB5和MB7合金的應力腐蝕開裂傾向較大,特別是對薄壁件(對MB5合金,壁厚小于5mm;對MB7,壁厚小于7mm時),應力腐蝕敏感性更高。因此,只有在應力不大于屈服強度的60%并采用無機薄膜和油漆涂料保護的條件下,才能使用這些合金。
防腐措施是對材料進行表面氧化處理和涂漆保護。
E工藝性能
M-Al-Zn系合金有良好的鑄造性能。
MB2.MB3合金熱塑性很高,可加工成板林、棒材、鍛件等各種鎂材,這些材料在熱狀態下有良好的成形性能。
MB6,MB7合金熱塑性較低,主要用做擠壓件和鍛件。表2-166列出了Mg-Al-Zn系合金的主要工藝參數。
合金的切削加工性能良好。

為了消除合金在鑄造過程中產生的枝晶偏析和內應力,提高鑄錠的塑性,一般需要對鑄錠進行長時間的均勻化退火。但是由于鎂合金中的合金元素(如鋁、鋅等)擴散速度十分緩慢,達到平衡狀態的均勻化退火時間很長(如MB15合金,在420℃均勻化時需60 h)。在長時間的加熱過程中,鑄錠表面嚴重氧化,因此在許多情況下,可不進行均勻化處理而直接進行熱變形。
表2-167為Mg-A-Zn系合金鑄鏈的均勻化退火制度。

對MB2、MB3和MB5合金,由于合金元素的含量較低,強化相y(Mgi7Al2)數量較少,因此不能進行熱處理強化。唯一的熱處理方式是退火。
MB6和MB7合金中的合金元素含量較高,強化相數量較多,因此可以進行熱處理強化。所采用的熱處理形式有退火(0)、淬火(T4)與淬火及人工時效(T6)。表2-168為Mg-Al-Zn系合金材料的熱處理制度。對MB7合金,當要求制品具有高的硬度和屈服強度時,可在淬火后或熱擠壓后進行人工時效,不過這時的塑性稍有降低。

F品種和用途
Mg-AL-Zn系合金的主要品種及用途見表2-169

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