什么是鎂鋁合金？
什么是鎂鋁合金？
Mg-Al合金是應用最廣泛的鎂合金。它們屬于變形鎂合金，強度適中，塑性較高，耐蝕性相當高，價格低廉。在 Mg-Al 合金中，一些 AZ、AM、AE 合金具有高塑性（表 1.1）。例如，在AZ系列鎂合金中，AZ31和AZ61合金具有高塑性、高強度和適當的耐腐蝕性。AZ31 和 AZ61 合金的伸長率高于 19%。
Mg-Al 合金中 Al 元素的含量小于 10 wt.%。由于非平衡凝固，鑄態鎂合金在室溫下以 α(Mg)+β(Mg 17 Al 12 )的典型速率冷卻。β（Mg 17 Al 12 ）相的數量隨著Mg-Al合金中Al含量的增加而增加。微合金元素，如Ca、Ti、Bi、Sb、Sn、Sr和稀土（RE）元素，可以改變β-Mg 17 Al 12的形貌相，如數量、大小、分布、方向。微合金化還導致α-Mg晶粒的細化并導致機械性能的改善。在凝固過程中，微合金元素在固液界面富集，阻礙晶粒和β-Mg 17 Al 12相的擴大，從而細化了α-Mg基體的晶粒。另一方面，一些合金元素與鎂結合形成第二相。這種競爭削弱了Mg與Al元素的結合，從而減少了β-Mg 17 Al 12的含量，改善了該相的分布。合金中含量較低的第二相，
如Al 2 Ca、Mg 3 Bi2、Mg 3 Sb 2、A1-RE，呈針狀或顆粒狀。這些第二相具有高熱穩定性并改善合金在高溫下的性能。微合金元素還可以溶解在β-Mg 17 Al 12相中，增強其熱穩定性。
然而，許多微合金化元素會帶來豐富的第二相，形成網狀結構，降低力學性能。最好是添加一些元素，每種元素的量都很少，同時提高鎂鋁合金的強度和延展性。對于 Al 含量低于 10 wt.% 的 Mg-Al 合金，β-Mg 17 Al 12相可以在固溶處理后溶解在α-Mg基體中，從而提高合金的塑性。例如，經過固溶處理后，AZ91D-0.41Sm合金的延伸率提高到14.5%，是鑄態的150%。Mg-6Al-Zn-0.9Y-1.8Gd合金的延伸率為22.3%，強度為254.8 MPa。
具有高塑性的 Mg-Al-Mn (AM) 合金通常用于生產承受高載荷的結構件。AM20、AM5、AM60等AM系列合金的延伸率分別為20%、15%、15%。在室溫下，當 Mn 含量低于 1 wt.%時，Mg-Al-Mn 合金中的相為 α(Mg)+β(Mg 17 Al 12 )+MnAl。 隨著Mn含量提高到1以上，會出現脆性的β-Mn相 wt.%，這通常會降低延展性。
與AZ合金不同的是，Mg-Al-Mn合金的塑性并沒有通過固溶處理提高，而固溶后時效處理會提高。Sr、Nd、Ce等合金元素含量適宜，可以細化AM鎂合金的晶粒尺寸，改善顯微組織和力學性能。添加 0.5 wt.% Sr 后，AM50 合金的極限抗拉強度 (UTS) 為 233 MPa，延伸率相對較高，為 16.3%，而添加 1.5 wt.% Ce 時，可實現 20% 的高延伸率。 AM60合金的延展性提高到18%，
添加4 wt.% Nd 元素，而添加 Ti 和 Sc 元素顯示沒有增強。與添加單一合金元素相比，多種元素的復合合金化可以減少合金金屬的消耗并引入更好的性能。AM60–1.6RE-0.15B 合金的伸長率為 18%，而與 Sr 或 Ce 合金化對含 Nd 的 AM60 合金的塑性幾乎沒有提高。添加0.05 wt.%碳纖維后，AM60的UTS可達242.4 MPa，伸長率維持在13.2%。
Mg-Al-RE (AE) 合金具有良好的抗蠕變和耐熱性能。其中一些合金表現出良好的塑性。Mischmetal (MM) 可以顯著提高 Mg-Al 合金的抗蠕變能力，特別是當 Al 含量低于 4 wt.% 時。然而，更多的MM會顯著降低合金熔體的流動性，使合金難以鑄造。因此在開發AZ鎂合金的初期，Al和RE的含量分別為2%~4%和1%~2%。典型的合金有AE41、AE42和AE21。伸長率為17%的AE42合金屬于高延展性和高綜合力學性能的合金。當AE合金中Al含量高于4 wt.%，合金元素如Ca、Sm、Sb通常用于改善機械性能。
Mg-Al-RE合金的強化作用來源于兩個方面。一是Al與RE元素反應，生成Al-RE二元相，如A1 11 RE 3，熔點高，導致Mg 17 Al 12降低低熔點和第二相的重排。二是稀土原子溶解在鎂基體中，阻礙位錯運動和原子擴散，導致晶界和位錯釘扎，從而提高強度。由于熱穩定性高的Al-RE第二相較多，因此AE系列鎂合金在熱處理后具有良好的力學性能。
例如，AE51-0.5Sb 和 AE51-0.8Ca 合金在時效后固溶處理后，UTS 分別為 241 和 232 MPa，伸長率為 11%-12%。AE51–1.0Sm 合金的 UTS 性能提高了 244 MPa，延伸率提高了 15.6%。
上一篇：嚴重塑性變形的鎂合金 下一篇：如何保證鋁合金散熱的質量
文章來源：@青蝠科技 作者：青蝠科技
- CNC精密加工
- 精密壓鑄
2022-08-06 14:12:15
什么是不銹鋼？
不銹鋼是不銹鋼和耐酸鋼的簡稱。...
2022-08-06 14:07:09
什么是鋁合金1060？
鋁1060是在純鋁中加入少量銅制成...
2022-08-06 14:00:07
什么是鋁合金6063？
6063鋁材廣泛用于建筑鋁門窗、幕...
2022-08-04 11:56:08
什么是鋁合金7075？
7075鋁合金是一種冷處理鍛造合金...
2022-08-04 11:53:26
什么是鋁合金2024?
2024鋁為Al-Cu-Mg系鋁合金，2024鋁...
2022-08-04 11:49:59
什么是鋁合金5052？
5052鋁合金屬于Al-Mg系合金，應用...
2022-08-04 11:41:03
什么是鋁合金6061？
6061鋁是一種熱強化合金，具有良好...
2022-07-25 11:54:22
鎂壓鑄的主要優點
如果情況需要，鎂比其他金屬具有許...
最新案例
