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镁课堂:(八十六)组织细密的镁-锌-锆系合金
发布日期:2017-03-29  来源:中国有色网  浏览次数:847
核心提示:近30年来,美国道屋(DOW)化学公司等,在研发镁基复合材料方面取得了很大进展,制备了SiC颗粒含量高达26Vo1.%的锭坯,其相对致密度达95%左右,直径达到250mm以上,质量约70kg,挤压出外径133mm、内径121mm管材,直径79mm及直径57.2mm的棒材,以及截面为133mm×19mm的矩形棒与不规则截面的型材。复合材料的基体合金有:AZ31B、AZ61A、AX80A、ZK60A、Z6(Mg+6mass.%Zn)、ZE62(Mg-6Zn-2Ce)、AZ90和AZ92A等,增强材料有:Al2

近30年来,美国道屋(DOW)化学公司等,在研发镁基复合材料方面取得了很大进展,制备了SiC颗粒含量高达26Vo1.%的锭坯,其相对致密度达95%左右,直径达到250mm以上,质量约70kg,挤压出外径133mm、内径121mm管材,直径79mm及直径57.2mm的棒材,以及截面为133mm×19mm的矩形棒与不规则截面的型材。复合材料的基体合金有:AZ31B、AZ61A、AX80A、ZK60A、Z6(Mg+6mass.%Zn)、ZE62(Mg-6Zn-2Ce)、AZ90和AZ92A等,增强材料有:Al2O3颗粒(平均粒径36μm)、SiC颗粒(平均粒径36μm、16μm、10μm)、B4C颗粒(平均粒径16μm)。

由于镁基复合材料的变形能力差,挤压成形难度大,挤压速度慢,以0.3m/s~1.2m/s为宜。AZ31B/SiCp复合材料有相当好的可挤压性能,基挤压管材(外径133mm、壁厚12mm)的力学性能见表1,表中数字为3个试样的平均值,增强相为20mass.%SiCp。

由表中的数据可知,AZ31B/SiCp复合材料的强度、模量均比AZ31B合金的高得多,虽然SiCp的含量高达20%,但材料仍有相当高的塑性,另外,采用的更细的SiCp还可以进一步提高复合材料的强度。虽然这几种复合材料的力学性能仅与未复合的ZK60A-T5合金的相当,但前者的模量高得多。

用熔体搅拌法制备的AZ91/SiCp、AZ61/SiCp复合材料及未增强基体合金的性能比较见表2。SiCp是在固相线及液相线温度区间加入的,随后在液相线温度以上搅拌熔体,以降低SiCp与AZ910合金熔体之间的反应。

采用SiC晶须、2μm~5μm颗粒及碳纤维作为增强体可以获得性能更优秀的复合材料锭坯,经压力加工后可进一步提高力学性能,因为压力加工可以消除锭坯中的一些缺点。

虽然Mg-Li合金有很高的比强度及比刚度,但基他力学性能仍不够理想,如与陶瓷增强相制成复合材料,则各项性能可以获得全面提升。

碳纤维和石墨纤维肯有高强度和高模量等优点,而且不易与Mg及镁合金发生反应,是理想的镁及镁合金复合材料增强体,但它们不适宜于高铝含量的镁合金,因为Al会与C反应生成Al4C3,对界面强度不利,此外,Al2O3也是镁基复合金材料的有效增强体。

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