梧州供应锻造镁合金镁合金铸件

我们采用两步MDF工艺和人工时效，开发了尺寸为100 × 100 × 140 mm3的大型AZ80合金样品。设计的工艺与报道的MDF和老化工艺不同。T5处理后的试样具有均匀的力学性能，极限抗拉强度为430 MPa(工程应力)，断裂延伸率为11.4%，达到了变形Mg-RE合金的水平。MDF在高温下提高了样品的可塑性，从而在180℃具有良好的可伪造性。MDF工艺引入的高密度缺陷包括晶界、位错和层错(SFs)，这些缺陷加速了后续的老化响应。这种良好的强度-塑性协同作用是由细晶粒和粗晶粒组成的整体双峰组织、纳米级β-Mg17Al12析出相以及高密度的位错和层错同时作用的结果。由于镁合金的力学性能不依赖于添加特定元素而产生的强化机制，所设计的工艺可以使镁合金的整体性能受益。本工作为开发用于承重部件的大尺寸镁合金坯料提供了一条有效途径。

大量研究集中在广泛使用的AZ系列镁合金的MDF工艺上，包括AZ80，AZ31，AZ61和AZ91合金。AZ80合金应该是工业中常用的商用镁合金之一。AZ80合金的开发成本低，因为没有添加稀土（RE）元素。张金龙等人在400 °C下通过24次MDF制备了极限抗拉强度为333.8 MPa，失效伸长率为17.8%的AZ80合金块，并表明由于锻件之间的加热，在MDF后期锻造道次增加，微观组织不会继续细化。周小杰等在初始锻造温度为360 °C，累积应变为1.8的情况下，用MDF制备了极限抗拉强度为388 MPa，失效伸长率为6.8%的AZ80合金。他们发现广泛的动态降水加剧了随后的老化效应。迄今为止报道的大多数MDF工艺都是在高温下进行的，因此可以实现更大的累积应变。然而，对于商用镁合金，如果不添加稀土元素，由于广泛的动态再结晶（DRX）和动态恢复（DRV）等软化机制，很难通过高温MDF开发高强度样品。一些学者提出了可以在室温下通过MDF开发的商用镁合金。Miura等研究了室温下MDF对挤压AZ80合金力学性能的影响，由于晶粒细化从20 μm到0.3 μm，MDF制备的 AZ80样品的屈服强度达到530 MPa，极限抗拉强度达到650 MPa。但报告的屈服强度和极限抗拉强度是真实应力，通常，锻件的强度是使用工程应力评估的。该过程只能通过一次锻造过程中的非常小的应变来实现，从而限制了其工业用途。此外，镁合金由于其可锻性差，在室温下锻造时容易开裂。

镁合金锻造的主要特点在于其变形温度范围较为狭窄，通常为70℃左右。通常情况下，在进行锻造时需要使用更高的温度，一般要将空白材料尽可能加热到高温度，以扩大锻造温度的范围，这一过程一般在150℃以下完成。为了防止过热，加热均匀，需要在有强制空气循环的电炉中加热，以加速热量传递，使炉内温度分布均匀，从而控制模锻空白的加热温度。在±5℃范围内。另外，镁合金在低速情况下表现出非常高的热塑性。为了避免裂纹，好用液压机锻造，也可以用机械压力机和螺旋压力机锻造，但不建议用锤模锻造。

镁主要被铝和钢铁生产商用作生产汽车部件和其他产品的关键合金元素。总之，合金化占全球镁需求的50%以上。

除了合金之外，镁的下一个主要市场是近净形铸件的生产。例如，镁是用于生产结构性方向盘框架的常用材料之一，主要是因为它易于高压压铸(HPDC)[2]。转向柱的圆形形状固有刚性，弥补了镁的低刚度（模量）。镁合金在能量吸收方面也表现良好，这是在车辆碰撞中为乘客提供保护的主要要求。此外，镁具有良好的减振特性，这对客户的舒适度至关重要，而这也是客户如何看待汽车质量的一个主要因素。
镁的弹性模量（刚度）均为45 吉帕(GPa)。相比之下，铝为69 GPa，钢为190-210GPa。许多部件的刚度有限，这是镁需要克服的一个重大障碍。低刚度材料需要更大的横截面才能达到相同的性能。这通常会导致成本增加和部件尺寸变大，从而使部件难以安装在车辆内的允许空间（称为封装空间）中。组件成功案例是刚度来自组件固有几何形状的设计，例如车轮或汽车中控台下方的U 形内部结构。
镁合金可以通过压铸、挤压、锻造等多种成型方法，实现复杂形状零部件的大规模生产。镁合金在高温下依然具有良好的塑性和抗变形性，有利于热加工和成形。

科学家和工程师通过添加合金元素或进行表面处理等方式，有效改善了镁合金的腐蚀性能，使其适用于更广泛的应用场景。


镁合金是一种环保材料，它可以与环境中的氧气和水进行反应，生成氧化镁和氢气，不会产生对环境有害的废弃物。镁合金具有很好的可回收性，对于节约资源和保护环境具有积极意义。

它作为轻量高强的未来材料之选，具有诸多优势，包括高强度与轻量化优势、良好的加工性能和成型性，以及其耐腐蚀性与环保特点。

这些优势使得镁合金在航空航天、汽车工业和医疗设备等领域拥有广泛的应用前景，同时也为材料科学领域的研究者带来了新的挑战和机遇。