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Mg-Al-Zn變形鎂合金牌號(hào)、力學(xué)性能和熱處理

2019-12-30 09:50 ?瀏覽：次

Mg-Al-Zn系合金是發(fā)展最早，應(yīng)用也很廣泛的一類鎂合金。它的主要特點(diǎn)是強(qiáng)度高，能夠進(jìn)行熱處理強(qiáng)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(qiáng)度和耐熱性也不夠高。工業(yè)上常見(jiàn)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(diǎn)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(zhì)（Cu、Ni、5i、Fe等）控制要嚴(yán)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)化，強(qiáng)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?fù)荷、工作溫度不超過(guò)150℃的高速飛行器殼體、機(jī)翼壁板和艙體加強(qiáng)構(gòu)件等。這兩種合金均在退火狀態(tài)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(guò)5%，但仍無(wú)熱處理強(qiáng)化效應(yīng)，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(chǎn)棒材、鍛件、板材和管材，制造承受大負(fù)荷的零件，如發(fā)動(dòng)機(jī)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(jìn)行熱處理強(qiáng)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(xué)性能較高，如表2-158所示，主要生產(chǎn)高強(qiáng)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(dāng)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(qiáng)化熱處理。這種合金的強(qiáng)度雖然，高，切削加工性能也好，但應(yīng)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(nèi)應(yīng)力的退火：（200± 10）℃，1 h，淬火溫度為（415±5）℃，時(shí)效溫度為（175士5）℃。這種合金主要以鍛件和擠壓件形式，應(yīng)用于高強(qiáng)度零件和結(jié)構(gòu)件方面。

B物理性能

Mg-A-Zn系合金的物理性能見(jiàn)表2-159

c力學(xué)性能

MB2.MB3，MB5合金材料的力學(xué)性能見(jiàn)表2-160~表2-163，Mg-AlZn系合金的力學(xué)性能見(jiàn)表2-164、表2-165

D耐腐蝕性能

MB2和MB3合金的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂傾向較小。

MB5和MB7合金的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂傾向較大，特別是對(duì)薄壁件（對(duì)MB5合金，壁厚小于5mm；對(duì)MB7，壁厚小于7mm時(shí)），應(yīng)力腐蝕敏感性更高。因此，只有在應(yīng)力不大于屈服強(qiáng)度的60%并采用無(wú)機(jī)薄膜和油漆涂料保護(hù)的條件下，才能使用這些合金。

防腐措施是對(duì)材料進(jìn)行表面氧化處理和涂漆保護(hù)。

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(tài)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(shù)。

合金的切削加工性能良好。

為了消除合金在鑄造過(guò)程中產(chǎn)生的枝晶偏析和內(nèi)應(yīng)力，提高鑄錠的塑性，一般需要對(duì)鑄錠進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)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(kuò)散速度十分緩慢，達(dá)到平衡狀態(tài)的均勻化退火時(shí)間很長(zhǎng)（如MB15合金，在420℃均勻化時(shí)需60 h）。在長(zhǎng)時(shí)間的加熱過(guò)程中，鑄錠表面嚴(yán)重氧化，因此在許多情況下，可不進(jìn)行均勻化處理而直接進(jìn)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(duì)MB2、MB3和MB5合金，由于合金元素的含量較低，強(qiáng)化相y（Mgi7Al2）數(shù)量較少，因此不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)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(qiáng)化相數(shù)量較多，因此可以進(jìn)行熱處理強(qiáng)化。所采用的熱處理形式有退火（0）、淬火（T4）與淬火及人工時(shí)效（T6）。表2-168為Mg-Al-Zn系合金材料的熱處理制度。對(duì)MB7合金，當(dāng)要求制品具有高的硬度和屈服強(qiáng)度時(shí)，可在淬火后或熱擠壓后進(jìn)行人工時(shí)效，不過(guò)這時(shí)的塑性稍有降低。