铝合金和镁合金除氢方法及进展

由于铝合金及镁合金熔体熔炼过程中的大量吸氢而会严重影响合金的组织和性能,因此去除铝合金及镁合金熔体中的氢是一个非常重要的问题.本文详细总结了铝合金以及镁合金中氢的去除方法,最后指出了未来铝合金及镁合金中除氢方法的发展方向.     

铝熔体定量测氢技术的研究进展

氢含量检测是反映铝及铝合金熔体除气效果及其质量是否合格的重要工艺,对获得合格铸件具有十分重要的意义。从铝熔体测氢原理(Sievert定律)出发,对当今比较流行的几种铝熔体定量测氢方法(惰性气体法、电化学法及吸气测压法)及开发的相应测氢仪进行介绍、评价和对比,并指出进一步提高检测速度、降低设备及测试成本将是未来铝液测氢技术的发展方向。     

超声处理对镁合金熔体氢含量及力学性能的影响

研究了超声处理对Mg-3.03Ca、Mg-6.04Zn-1.17Ca和AZ91镁合金3种不同熔体除氢的影响,分别采用密度法和固态测氢法表征除氢效果。结果表明,应用超声处理可显著地去除熔体中的氢,并细化显微组织。对于Mg-3.03Ca、Mg-6.04Zn-1.17Ca和AZ91镁合金,除氢率分别可达53.8%、67.5%和50.5%。AZ91镁合金除氢后,最低氢含量可达9.6 cm~3/100 g,室温抗拉强度、屈服强度和伸长率可分别达R_m=194 MPa、R_(0.2)=133 MPa和A=4.8%,抗拉强度和伸长率比未处理时分别提高了27.6和4.4%,而屈服强度变化不显著。     

一种基于惰性气体循环法的新型测氢装置研制

氢含量是衡量铝合金质量的重要指标,为准确在线测得铝合金熔体中氢含量,国内外科学工作者提出多种测氢方法,其中惰性气体循环法应用最为广泛。文中以惰性气体循环法为原理,应用微型计算机和ADAM模块实现气体循环控制和数据采集,设计和研制了一种测量精度高、测试成本低和耐用性好的测氢装置,经对比实测表明,研制的测氢仪与两种国产和日本产典型测氢仪检测结果对比偏差小于0.04 mL/100gAl。介绍了仪器工作原理、硬件组成、软件设计和实测结果。     

铝熔体氢含量在线检测方法及进展

为了控制铝熔体中氢含量,在线检测方法的原理及特点。从测氢操作方式、测氢结果、测试时间和成本的角度对各种在线测氢方法进行了对比分析。在线连续测氢技术发展方向主要在于延长高温测氢探头使用寿命、降低装置总体成本。     

铝合金熔体中氢溶解度的计算模型

基于Sieverts定律和多元合金组元活度系数计算模型,建立了一个计算氢在多元合金熔体中的溶解度的计算模型,该模型只需要氢在纯金属熔体中的溶解度参数,为预测多元合金熔体中氢含量提供了有效的途径.以此计算了氢在多种铝合金熔体中的溶解度随温度变化的情况,计算结果与实验值吻合较好.     

挤压铸造压力对铝合金铸件微观孔洞影响的研究

使用LECO RHEN602测氢仪检测了A356铝合金熔体的氢含量,并对不同挤压压力下(40、60、80 MPa)凝固的挤压铸造试样进行了图像分析,测得试样不同部位的微观孔洞的尺寸和体积分数.对比分析结果表明,试样整体微观孔洞的尺寸和体积分数均随挤压压力的增大而减小.     

快速测氢仪用过滤装置提高了分析精度

SQH-1型炉前快速测氢仪是我国自行研制的用于熔融铝及铝合金的快速测氢装置.十多年来,该装置广泛地应用于铝冶炼、铝合金铸造及铝加工等行业.我厂自1979年以来一直用它测定铝及铝合金熔体中的氢含量.SQH-1型炉前快速测氢仪所分析的组分是以PPM计算的氢气.因此对仪器的精度要求十分严格.而仪器在使用过程中极易引起分析误差,降低分析精度.我厂在SQH-1型炉前快速测氢仪的使用过程中不断地研究探索,积累了一些提高精度、减少分析误差的经验和方法,采用测氢过滤器就是一个有效的方法.     

超声频率对铝熔体除气影响的试验研究

在不同温度区间下向99.7%的工业纯铝和7050铝合金熔体中施加频率分别为15kHz和20kHz的相同功率超声波,利用 HYSCANⅡ测氢仪测量每次试验后熔体中的氢含量,进而探讨频率对铝熔体超声除气的影响规律及其作用机制。试验表明,超声作用能显著降低铸锭中的氢含量;熔体氢含量随着温度的升高而增大;熔体温度在660～720℃之间时,温度越低,除气效果越好,但是温度对除气效率影响不大;在相同功率和温度下,频率为15kHz的超声除气效率和除气效果都明显好于20kHz的。超声空化效应对产生大量的空化泡起着关键作用,超声频率对空化泡的长大以及熔体中氢的扩散具有重要作用。     

镁合金熔液含氢量的炉前快速检测研究

在提出了镁熔体含氢量测定的数学模型的基础上,采用微型计算机及控制电路,开发出适合于炉前使用的镁合金熔液快速测氢系统。利用该装置,对AZ91镁合金熔液进行了含氢量的炉前快速检测试验研究。结果表明,AZ91镁合金熔液在气体保护熔炼条件下,每100g镁熔液含氢量在6~14cm3范围内,并随温度的增加而提高。     

铝镁合金熔体中氢含量的测定

通过用HYSCANⅡ测量不同过热度和镁含量的铝镁合金熔体中的氢含量，研究了铝镁合金熔体过热度、镁元素和氢含量的关系。试验结果表明，铝镁合金熔体中的氢含量随温度的升高而增加；氢在铝镁合金熔体中的存在形态不同，其可逆性也不同；通过热速处理可大大减少过热铝镁合金熔体中的氢含量；铝镁合金液吸氢的程度主要取决于镁对铝液表面氧化膜性质的改变。     

镁对铜锌合金α→β相转变的影响

采用熔炼法制备了CuZn_((40-x))Mg_x合金,借助光学金相显微镜、差热分析仪以及X射线衍射仪,研究了Mg含量对铜锌合金熔点、相转变温度及相变过程微观组织演变的影响.结果表明,当Mg含量大于4 %时,CuZn_((40-x))Mg_x合金析出Cu_2Mg相;CuZn_((40-x))Mg_x合金相转变温度随Mg含量的增加而降低;随着Mg含量的增加,CuZn_((40-x))Mg_x合金熔点降低.     

高铝锌基合金的耐腐蚀性研究

在质量分数为3．5％的NaCl溶液介质中，用电化学测量系统测定了Al的质量分数为30％～50％，Cu的质量分数为1．0％～2．5％的Zn-Al合金的塔菲尔参数、线性极化电阻、自腐蚀电位等电化学参数。并在三维视频显微镜下观察了合金的腐蚀形貌。结果表明，Zn-Al合金的耐蚀性随Al含量的增加和Cu含量的减少而下降。在试验合金中Al的质量分数为30％、Cu的质量分数为2．5％的Zn-Al合金耐腐蚀较好。     

合金元素在压铸合金中的作用及研究现状

叙述了合金元素和微量元素在压铸铝合金、镁合金、锌和锌铝合金中的作用及近年来取得的研究进展，分析了压铸合金有待进一步研究开发的问题。     

锶在Al—Si—Mg合金中的吸气特性与减耗规律

锶在Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ合金液中有强烈的吸气性和特殊的减耗过程，在批量生产过程中应特别注意锶的加入方法和加入量。     

铸造镁合金中微孔对其组织和力学性能的影响

利用镁液定量测氢方法和定量金相技术,研究了镁合金中含氢量、试样厚度和除气方式对微孔的影响。结果表明,熔剂保护下熔炼的镁液含氢量比气体保护下的要高,相应的微孔也多;同一含氢量下随铸件厚度增加,微孔增多;在熔剂保护下Ar气除气后铸件微孔明显减少。力学性能试验表明,镁液在熔剂保护下熔炼并利用Ar气除气,铸件抗拉强度比不除气时提高了21%,伸长率提高了50%。     

Al替代Mg对La2MgNi7.5Al1.5贮氢合金相结构和电化学性能的影响

采用X射线衍射、电子探针和电化学测试研究了La2Mg1-xAlxNi7.5Co1.5(x=0.0,0.1,0.3,0.5)合金的相结构和电化学性能.XRD结果和EPMA观察表明,少量的Al替代Mg(x=0.1)不改变La2MgNi7.5Co1.5合金的相组成,合金仍然由LaNi3相和αLa2Ni7相组成,然而La2Mg0.9Al0.1Ni7.5Co1.5合金中LaNi3相的丰度明显下降,αLa2Ni7相的丰度则增加,较多的Al替代Mg改变了La2MgNi7.5Co1.5合金的相组成并导致合金中LaNi3相消失,La2Mg1-xAlxNi7.5Co1.5合金中Al含量的变化对合金中不同相晶胞参数的影响不相同.此外,少量的Al替代Mg(x=0.1)几乎不降低La2MgNi7.5Co1.5合金的贮氢容量和最大电化学放电容量,但随La2Mg1-xAlxNi7.5Co1.5合金中Al含量的增加,合金的贮氢容量、最大电化学放电容量和活化性能不断下降,Al替代Mg能明显提高La2MgNi7.5Co1.5合金的电化学循环稳定性,对提高该合金电极的高倍率放电性能也是有利的.     

Zn对Mg-9Al合金凝固行为的影响

研究了Zn元素对Mg-9Akl合金的凝固行为，尤其是对热裂倾向性的影响。通过热分析手段考察合金的凝固特征。用热裂环法评价合金的热裂倾向性，引入了热裂倾向性（HSC）因子的概念。并通过金相观察、扫描电镜和电子探针对合金的凝固、热裂行为进行了研究。研究发现，在凝固过程中An,Al元素由于晶间偏析而在晶界富集。Zn元素的加入，增加了晶界低熔点相的量，并降低了其熔点，从而明显增加了合金的热裂倾向性。Mg-9Al-xZn合金的热凝产生于凝固后期，呈沿晶断裂。加入Zn元素对Mg-9Al合金的晶粒有细化作用。     

Effects of Sn and Ca additions on microstructure,mechanical properties,and corrosion resistance of the as‐cast Mg‐Zn‐Al‐based alloy

Effects of Sn and Ca additions on microstructure, mechanical properties, and corrosion resistance of the as‐cast Mg‐6Zn‐2Al‐based alloy were investigated by SEM, XRD, tensile tests, electrochemical measurements, etc. The higher the Sn content, the higher the yield strength of the Mg‐6Zn‐2Al‐based alloy. Trace Ca addition refined both grains and divorced eutectics in the Mg‐Zn‐Sn‐Al alloys, leading to the best combination of strength and plasticity. Moreover, its influence was more significant for the alloy with a higher Sn content. Furthermore, the combined addition had a beneficial effect on the corrosion resistance improvement of the Mg‐6Zn‐2Al alloy. The Mg‐6Zn‐2Al‐3Sn‐0.2Ca alloy was the most corrosion‐resistant alloy among the nine alloys studied, better than AZ91 and ZA85. It could be ascribed to the decrease and the refinement of divorced eutectics, the higher hydrogen overvoltage of Sn and the Ca grain refinement.