提高鎂及鎂合金耐腐蝕性的主要途徑
A研究開發(fā)高純鎂合金,減少合金中的有害雜質(zhì)元素
控制減少鎂合金中的有害雜質(zhì)元素,使Fe、Ni.Cu和Co的含量在容許極限之下,可以提高鎂合金的耐蝕性。根據(jù)化學(xué)元素對(duì)其耐腐蝕性能的影響,可以通過以下幾條原則對(duì)合金元素進(jìn)行控制,以達(dá)到目的:
(1)嚴(yán)格控制有害雜質(zhì)元素的含量,提高合金的純凈度。如高純鎂合金AZ91E與大多數(shù)商業(yè)用鋁合金相比,具有更好的耐蝕性。
(2)加入同鎂有包晶反應(yīng)的合金元素(如錳、鋯、鈦),加入量不能超過其固溶極限。
(3)當(dāng)選擇同鎂有共晶反應(yīng)的合金元素,且相圖上同金屬間化合物相毗鄰的固溶體相區(qū)有較寬的固溶范圍時(shí),如Mg-Zn,Mg-Al ,Mg-In及Mg-Sn,Mg-Nd等合金系,應(yīng)選擇具有大固溶的第二組元金屬,與固溶體相區(qū)毗鄰的化合物以穩(wěn)定性高者為好,共晶點(diǎn)盡可能遠(yuǎn)離相圖中鎂一端。
(4)通過熱處理把金屬間化合物溶入固體中,以減少活性陰極或易腐蝕的第二相的面積,從而減小合金的底蝕活性(Mg-AI合金例外)。
(5)加入可以減少有害雜質(zhì)的合金元素,如Zr、Ta,Mn;添加稀土元素,如新合金WE43(Mg-4Y-2.5Nb-1RE) WE54(Mg-5.25Y-1.75Nb-1.75RE),其鹽霧腐蝕速率比傳統(tǒng)鎂合金AZ91C低兩個(gè)數(shù)量級(jí)。
目前開發(fā)高純鎂合金已成為汽車工業(yè)增加鎂用量的主要途徑。
Mg-Li系變形鎂合金
A概述
目前,在輕合金材料中Mg-Li系合金是
輕的一種,其密度比一般工業(yè)鎂合金小15%-
25%,比鈹合金小25%-30%,比鋁合金小50%,而比強(qiáng)度則比常用鎂合金高,并且具有良好的冷、熱變形能力。如果再加入適當(dāng)?shù)暮辖?br />
元素,還可進(jìn)一步提高合金的強(qiáng)度,是發(fā)展高強(qiáng)和超輕合金的一個(gè)重要合金系。當(dāng)前,這種合
金的研制工作已引起國(guó)內(nèi)外的普遍重視。
Mg-Li合金加入Al.Si.Mn、Zn、Cd等元素能提高強(qiáng)度和組織穩(wěn)定性。美國(guó)的LA141合金(Mg-14Li-1.2Al-0.15Mn)就是加入少量Al和Mn的合金,可以焊接,經(jīng)T7處理后,板材的ab=115 MPa,0o.2 = 95 MPa,延伸率 10%,可作裝甲板和航天用結(jié)構(gòu)件。該合金的密度只有1.35 g/cm",但比彈性模量(E/d)卻很高,僅次于Be而占第二位。如加入0.5%Si,高溫穩(wěn)定性還能進(jìn)一步提高。
前蘇聯(lián)研制的幾種合金化程度更高,參見表2-209和表2-210所示。表中的Mg-Li合金除了加入較多的Al,還分別加入少量Zn、Mn、Sn.Cd.Ce等,以提高強(qiáng)度和組織穩(wěn)定性。由表2-210可知,a和a+B型合金的強(qiáng)度與高強(qiáng)度變形鎂合金MB3相當(dāng),B型合金的塑性雖高些,但強(qiáng)度比MB8鎂合金低。
表2-209幾種前蘇聯(lián)Mg-Li系合金的主要成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))以及Mg-Li系合金與普通變形鎂合金力學(xué)性能的比較
MB22合金通常在鋼制坩堝電阻爐或煤氣反射爐中熔煉。熔煉時(shí)使用熔劑保護(hù)和精煉。
合金中釔以Mg-Y中間合金加入,錯(cuò)以Mg-Zr中間合金加人。為了減少包的損失,可采用特種熔劑保護(hù)和精煉。采用水冷半連續(xù)鑄造,鑄造時(shí)為了防止鑄錠底裂,可用熔化了的純鎂鋪底,并用二氧化硫或含六氟化硫的混合氣體保護(hù),以防止氧化及燃燒。
D物理及化學(xué)性能
(1)MB22合金的物理性能見 MB15 鎂合金。
(2)MR22合金的化學(xué)性能及耐腐蝕性能。
合金無(wú)應(yīng)力腐蝕傾向,拉伸應(yīng)力腐蝕性能見表2-197,由表中可以看出,MB22合金耐應(yīng)力腐蝕性能優(yōu)于應(yīng)力腐蝕傾向小的MB15合金。但是長(zhǎng)期在工業(yè)和海洋大氣環(huán)境下使用容易發(fā)生腐蝕,因此使用時(shí)需經(jīng)化學(xué)氧化處理和涂漆防護(hù)。