镁合金燃点和耐蚀性及力学性能的研究

论述了采取合金化的途径，提高镁及其合金的燃点，改善镁及其合金的耐蚀性以及力学性能。通过一系列的试验，对镁合金的燃点和耐蚀性进行了探索；对力学性能进行了试验研究。结果表明：镁及其合金中加入Ca、Zn等合金化元素使其燃点大幅度提高；耐蚀性和力学性能也有较大的改善。     

镁及镁合金燃点的测试

根据镁及镁合金的物理、化学特性，借鉴常规可燃固体材料燃点的测试方法，设计了三种试验方案，并对其结果进行处理分析，初步确定了在一定粒度和升温条件下镁及镁合金燃点可能存在的温度区间以及粒度和升温条件对其燃点的影响。     

Ca和Ba对镁合金AZ63的燃点与熔体粘度的影响

研究了合金元素Ca和Ba对镁合金AZ63的燃点与熔体粘度的影响.结果表明:随着Ca或Ba量的增加,镁合金的燃点逐渐增大;随着温度的降低,镁合金熔体的动力粘度逐步增加,并且在963 K处降低;加Ba和加Ca的AZ63的燃点与粘滞性之间存在着某种关系,即粘滞性增大,镁合金燃点则提高.因此,可以通过测定不同的合金元素与镁合金的粘滞性的关系来判断该元素的阻燃作用,这是一条寻找有效阻燃合金元素的新思路.     

稀土元素Ce对AZ91D镁合金燃点的影响

利用自行开发的温度采集系统,测试了加入少量稀土元素Ce的块状AZ91D镁合金及其熔体在加热过程中表面与心部的温度-时间曲线.发现在该曲线上存在两个温度加快上升的拐点,分别与合金及其熔体表面产生"菜花状"氧化物和明火燃烧现象相对应,将其分别定义为氧化点和燃烧点.合金及其熔体心部温度-时间曲线与表面相似,但存在一定的时间滞后.测试表明,随Ce含量的增加,氧化点与燃烧点均呈上升趋势.w(Ce)=1%时,氧化点与燃烧点的平均值较AZ91D的分别提高了33℃和61℃.少量添加Ce时氧化点与燃烧点上升较快,随其含量提高,上升幅度减慢.Ce含量在w(Ce)=0.6%左右即可.     

镁及镁合金燃点的测试

根据镁及镁合金的物理、化学特性 ,借鉴常规可燃固体材料燃点的测试方法 ,设计了三种试验方案 ,并对其结果进行处理分析。初步确定了在一定粒度和升温条件下镁及镁合金燃点可能存在的温度区间以及粒度和升温条件对其燃点的影响     

合金化阻燃镁合金的研究进展

综述了合金化阻燃镁合金的研究进展和现状，重点介绍了Be、Ca、RE、Zn等合金阻燃元素以及复合添加阻燃元素对镁合金的阻燃性、组织和力学性能的影响，指出了开发合金化阻燃镁合金存在的问题及展望。最终得出结论；复合添加2种或3种以上阻燃元素是舍金化阻燃镁合金的未来发展趋势。     

钢熔炼炉对N2/SF6气氛中镁合金表面膜的影响

在密封的钢熔炼炉中研究了不同温度下0.3%SF6/N2气氛中AZ91D镁合金的表面膜成分和形貌,以及表面膜成分与保护效果之间的关系.结果表明当熔炼温度超过780℃,表面膜中开始检测到铁,随着熔炼温度的增加,表面膜中铁含量逐渐增加.780,810,820 ℃时,膜中铁含量分别为1.65at%,35.14at%和46at%当熔炼温度为810℃,表面膜中开始出现孔洞;当熔炼温度超过824℃,表面膜宏观很不平整,AZ91D镁合金显著蒸发.可能原因是780℃以上的熔炼温度下,FeF3具有很高的蒸气压,FeF3在钢熔炼炉壁上生成、升华,再到温度更低的小坩埚中心区和Mg蒸汽反应,生成MgF2和Fe.     

镁合金压铸过程中的阻燃研究及其进展

综述了国内外在压铸过程中所采用的阻燃方法。在这些阻燃方法中,添加合金元素对镁合金阻燃具有明显作用,富Ce稀土的添加同样对镁合金的阻燃具有显著作用。试验结果表明富Ce稀土的添加可使镁合金起燃温度提高70℃。认为中国镁合金防燃的重点应放在普通冷室压铸机条件下通过添加稀土加以解决。     

镁合金压铸过程中的阻燃研究及其进展

综述了国内外在压铸过程中所采用的阻燃方法。在这些阻燃方法中 ,添加合金元素法对镁合金阻燃具有明显作用 ,富Ce稀土的添加同样对镁合金的阻燃具有显著作用。试验结果表明富Ce稀土的添加可使镁合金起燃温度提高 70℃。认为中国镁合金防燃的重点应放在普通冷室压铸机条件下通过添加稀土加以解决     

阻燃镁合金的研究现状及发展前景

综述了国内外镁合金生产过程中的防燃方法,并指出了各种方法的优缺点.加强阻燃镁合金的研究,特别是稀土阻燃镁合金的研究和应用,可使我国的镁资源优势转化为镁产业优势.     

含S、F的空气气氛对镁合金熔体的保护

对镁合金熔体在密封的FeS2-HFC134a-空气气氛中熔炼的保护效果进行了研究。结果表明,该气氛对Mg熔体有很好的保护效果,并且该气氛比仅含S或者F的气氛的保护效果优越。在熔炼温度为730℃、保温时间为1～30min时,0.15%的HFC-134a+1g的FeS2+空气气氛可以阻止Mg熔体的氧化与蒸发。然而,当保温时间增加至60min时,该气氛不具保护效果。通过SEM,EDS和XRD等检测技术对试验条件下形成的镁合金表面膜进行了检测分析。结果表明,S、F混合气氛下形成的表面膜含有Mg、F、O和S等4种元素,其主要相为MgF2、MgO和MgS。随着保温时间增加,S、F混合气氛下形成的表面膜逐渐变厚,更趋于均匀和致密,这是由于氧化镁基氧化膜中致密度高的MgF2和MgS增加的缘故。     

阻燃镁合金起燃温度的研究

以Ce为主研究了元素对起燃温度的影响并与国外研究较多的钙元素的作用进行了对比，认为Ce与Ca同样对镁合金的阻燃具有显著作用，添加1％的Ce，起燃温度提高约180℃，而添加1％的Ca，起燃温度提高约280℃。可直接暴露在大气中熔炼镁合金。研究表明：添加稀土Ce的镁合金的表面膜基休币原来的MgO疏松结构转变为由MgO，Ce2O3，Al2O3及Mg17Al2组成的复合致密结构，具有很好的阻燃效果。     

含Ca阻燃镁合金的研究进展

综述了碱土元素Ca在阻燃镁合金中的应用,探讨了Ca在镁合金中的阻燃作用机理,指出了Ca合金化阻燃存在的主要问题,并展望了含Ca阻燃镁合金的发展方向.     

阻燃镁合金的研究现状

介绍了镁合金的阻燃机制,综述了阻燃镁合金的研究现状,分析了合金元素Ca,Be,Zn和稀土在阻燃镁合金中的作用,指出了其作为镁合金添加元素的优点和不足之处.阻燃镁合金正向着合金多元化的方向发展,多种合金元素相互匹配,既可达到阻燃的目的,又能不破坏镁合金的性能.阻燃镁合金中添加元素在液面上的化学反应过程及其热力学、动力学机制尚不清楚,需要在此方面进行深入地研究.     

钇对AZ91D镁合金盐雾腐蚀行为的影响

利用盐雾法、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)仪和X射线衍射仪等,分析研究钇对AZ91D镁合金在不同浓度的NaCl溶液中的腐蚀规律和腐蚀形貌的影响.结果表明,AZ91D合金的腐蚀速率随着腐蚀时间和NaCl浓度的增加而增大;钇的加入可明显降低合金腐蚀速率,加入1.28%钇的合金的腐蚀随腐蚀时间的延长和介质浓度的增加而呈现先增后减的趋势,合金的耐蚀性达到试验范围的最佳值.合金的腐蚀形貌均表现为不均匀腐蚀,腐蚀产物主要由Mg(OH)2和MgO组成.     

CU-Cr-Zr系合金非真空熔铸工艺研究

研究了非真空条件下Cu-Cr-Zr系合金的熔铸工艺,分析了覆盖剂和脱氧剂等对合金元素氧化烧损和收得率的影响.研究结果表明,合金元素以中间合金的方式加入,采用Cu-Mg中间合金进行脱氧,使用木炭、磷片石墨和专用复合覆盖剂保护熔体,能够有效地控制合金成分,熔体中合金元素在4～5 h内能够保持稳定的收得率,Cr收得率80%～95%,Zr收得率60%～80%.合金经固溶时效处理后组织致密,成分均匀,晶内晶界主要以Cr2Zr相及球状Cr相弥散分布.熔铸工艺可实现Cu-Cr-Zr系合金在非真空条件下大吨位锭坯的连铸生产.     

Mg合金AZ91D在城市大气环境中的腐蚀行为

用扫描电镜、X射线衍射方法对Mg合金AZ91D在城市大气中的腐蚀层形貌,腐蚀产物进行了分析和研究。结果表明:腐蚀初期在材料表面生成一层Mg(OH)_2薄膜,随着腐蚀的不断进行,膜增厚并开裂,最终形成网状结构,在裂纹处水蒸气容易凝聚,腐蚀性气体及盐粒容易吸附,且裂纹或缝隙为氧的扩散提供了通道,造成Mg合金局部腐蚀严重,生成的腐蚀产物主要为Mg(OH)_2,Al(OH)_3,Mg_2CO_3(OH)_2·3H_2O和Mg_2(OH)_3Cl-4H_2O,这些微溶的腐蚀产物对基体起到了一定的保护作用,从而在后期降低了Mg合金的腐蚀速率。     

空气对流对HFC125/N2气氛下镁熔体表面膜的影响

HFC125气体可以对高温镁合金提供有效的阻燃保护。研究了空气对流对HFC125/N2混合气体与镁合金熔体反应形成的表面膜的影响。结果表明：在弱空气对流条件下所得表面膜几乎没有氧原子,而在强空气对流条件下所得表面膜含有少量氧原子;两种工作环境下保护效果没有明显差别。     

Ignition Temperatures of Magnesium and Magnesium Alloys

A simple reproducible method was developed for determining the ignition temperatures of magnesium and magnesium alloys and by this method magnesium and over 100 magnesium alloys were measured. The ignition temperature of magnesium was determined in O₂-SO₂, O₂-N₂ mixtures and in O₂ from 0.166 to 10 atm pressure. The ignition temperature of magnesium is generally lowered by alloying and increased by an increase in oxygen pressure.     

SO2大气中AZ91D镁合金的腐蚀规律

通过室内模拟实验,研究了含体积分数4×10-6SO2大气中AZ91D镁合金的腐蚀行为。利用原子力显微镜、金相显微镜和扫描电镜观察腐蚀形貌,用XRD分析腐蚀产物。AZ91D镁合金腐蚀1200h的增重变化分为2个阶段,第1阶段符合线性增加规律,第2阶段符合指数衰减规律。腐蚀过程中,β相作为阴极,α相作为阳极,在其上形成颗粒状腐蚀产物,产物不断增多蔓延,直至完全覆盖镁合金表面。同时,在这层产物的裂纹处出现大颗粒产物。腐蚀产物主要为MgO,Mg(OH)2,MgSO3·6H2O,MgSO4·6H2O,随着腐蚀时间的延长,MgO与Mg(OH)2的量减少,而MgSO3·6H2O和MgSO4·6H2O的量增加。