Mg-Zn-Zr系高强度变形镁合金-MB15镁合金性能
2019-12-30 09:54 浏览：次
在变形镁合金中，Mg-Zn-Zr系合金具有最高的强度、良好的塑性及耐蚀性。因此，Mg-Zn-Zr系合金是目前应用最多的变形镁合金之一。国产合金只有MB15一个牌号，与俄罗斯的MA14合金与美国的ZK61（Mg-6Zn-0.82r）相当，合金化、组织与性能的变化特点与铸造镁合金ZM1完全相同。
MB15合金可采用挤压或锻造后直接时效（T1）或人工时效制度（T6），两种热处理的强度相差不多，但后者的塑性却低得多，一般多采用T1处理。MB15合金的固溶处理温度较高（T=500~525℃），晶粒极易长大，使塑性降低；反之，在150~170℃直接人工时效（TI），即可避免这一缺点。另外，MB15合金的热加工温度为300~400℃，强化相在该温度已大部分溶解，空冷即可得到相当高的过饱和度，再加上Zr的细化晶粒和提高再结晶温度的作用，在该温度挤压的棒或型材，晶粒极细，人工时效后可以得到高的综合性能，如表2-170所示。
MB15合金在实际生产中采用的时效制度
（T1），因产品而略有不同，棒材和型材的T.=（170±5）℃，10 h，锻和模件采用T.=（160±10）C，24 h MB15合金锻件的力学性能比挤压件低，这是锻造的变形特点所造成的，参见表2-171该合金的缺点是焊接性能低，不能制造焊接件，挤压件尾部容易出现粗晶环，对力学性能、冲击韧性、疲劳和抗蚀性有不利影响。
MB15合金的强度高，主要用于航空工业制造承受负荷较大的零件，如机翼长桁、翼肋和摇臂等。
变形Mg-Zn-Zr合金与铸造Mg-Zn-Zr合金一样，加入少量稀土Nd或Y（0.7%~1.7%）也能显著改善铸造性能（减小氧化倾向）、抗蚀性，提高温及高温力学性能。MB15加入1.5%~2.5%的Nd后，挤压棒材（$15 mm）的室温0，可由330 MPa提高到390 MPa，200℃的瞬时拉伸强度可由150 MPa提高到210 MPa。因为Nd除了能固溶强化、提高再结晶温度和保留未再结晶的纤维组织外，还能形成热稳定性高的虽相MgsNdo Yt有相同的作用（可参阅铸造Mg-RE-Zn-Zr系耐热镁合金）。同时加入Cd和Nd的MA19的合金化程度最高，强度也最高，如表2-172所示，06接近400 MPa，几乎与硬铝的水平相同，是变形镁合金中强度最高的一种，通常用于工作温度150℃以下的锻件和模锻件的生产。MA20是另一种类型，合金化程度较低，塑性可以显著提高，退火板材的伸长率可达18%~30%，耐蚀性也高，可以冲压成型。
B物理性能
Mg-Zn-Zr变形镁合金的物理性能如表2-173所示。
C耐腐蚀性能
在一般腐蚀介质中，MB15合金有较好的耐蚀性，无应力腐蚀开裂倾向。MB15合金可按MB8合金的制度进行表面氧化处理和涂油、涂漆保护。合eaM D力学性能
MB15合金的力学性能如表2-174~表2-177所示。
E工艺性能
Mg-Zn-Zr系合金（MB15）的熔炼铸造工艺比较复杂。因为锆在液态镁中的溶解度很小，不易加入，而且锆的熔点很高（1860℃），密度又比镁大，容易形成偏析；此外，锆的化学性活泼，容易与镁中的其他元素（主要是杂质元素）结合成高熔点化合物沉入坩埚底部，而造成锆的大量耗损，常使合金中的锆含量达不到成分要求，降低了锆细化晶粒的作用。现在生产中，锆多是以镁一皓中间合金或以锆氟酸钾（K2ZFo）形式加人。
应当注意，加锆的镁合金不能加铝、硅、锡、镍和锰等元素，因为这些元素能和锆形成难熔的金属间化合物，影响锆在镁中的溶解度。能和锆共存而又不影响晶粒细化作用的元素是锌、镉、铈、银、针、磷、铜、铋、铅和钙。在熔炼含锆合金时，要注意原料，特别是回炉料的成分。
Mg-Zn-Zr合金在热加工温度范围（300~450℃）内的塑性很高，可挤压成各种规格的棒材、型材和带材。合金的锻造性能良好，可制造形状复杂的大型锻件。
MB15合金的型、棒材采用小直径铸锭进行一次挤压所得到的制品，其力学性能比二次挤压制品要高。
合金的切削加工性能良好，但焊接性能不合格，熔焊和接触焊均有形成裂纹的倾向。
MB15合金的主要工艺参数见表2-178
如前所述，加锆往往会在合金组织中形成锆偏析，需要经过高温均匀化退火处理，才能消除锆偏析现象。但试验表明，均匀化处理会降低材料的强度，而且随着均匀化温度的提高和时间的增长将使强度进一步降低。如MB15合金经均匀化（380℃，24 h）后，加工制品的抗拉强度可降低10~30 MPa，因此，为了保证材料获得最高强度，一般都不对铸锭进行均匀化处理，而且铸锭在热加工前的加热时间也不应过长（一般不超过4-8h）。但如果要提高铸锭承受压力加工的能力，也可对铸锭进行均匀化处理。
MB15合金可通过两种方式热处理强化：
一种是热变形后直接进行人工时效，另一种是先淬火然后再进行人工时效。两种处理得到的性能在强度上相差不多，而塑性后者要低一些，参见表2-179所示。所以，实际生产中一般都采用直接人工时效制度，只在个别情况下才进行淬火和人工时效处理。
MB15合金材料的热处理制度见表2-180
一种是热变形后直接进行人工时效，另一种是先淬火然后再进行人工时效。两种处理得到的性能在强度上相差不多，而塑性后者要低一些，参见表2-179所示。所以，实际生产中一般都采用直接人工时效制度，只在个别情况下才进行淬火和人工时效处理。
MB15合金材料的热处理制度见表2-180
F品种与用途
MB15合金主要用于生产棒材、型材以及锻件和模锻件，制作要求承受高载荷和高屈服强度的零件，如机翼长桁、翼肋等。零件的工作温度不能超过150℃。
相关推荐
-
Mg-Li系超轻变形镁合金化学成分及力学性能
Mg-Li系变形镁合金 A概述 目前，在轻合金材料中Mg-Li系合金是最 轻的一种，其密度比一般工业镁合金小15%- 25%，比铍合金小25%-30%，比铝合金小50%，而比强度
12-31
2019 -
Mg-Zn-Zr-Y系高强度变形镁合金-MB25镁合金成分及力
Mg-Zn-Zr-Y系高强度变形镁合金（MB25） A概述 MB25是Mg-Zn-Zr-Y系高强度变形镁合金。通常不经热处理，于热挤压或热锻压状态供应。但亦可在人工时效状态下使用
12-31
2019 -
Mg-Y-Zn-Zr系热强变形镁合金-MB22化学成分及力学性
Mg-Y-Zn-Zr系热强变形镁合金（MB22） A概述 MB22是Mg-Y-Zn-Zr系热强变形镁合金，主要制成板材。其室温拉伸强度略高于MB3合金，高温屈服强度、高温瞬时强度和压
12-31
2019 -
Mg-Al-Zn变形镁合金牌号、力学性能和热处理
Mg-Al-Zn系合金是发展最早，应用也很广泛的一类镁合金。它的主要特点是强度高，能够进行热处理强化，并有良好的铸造性能。但Mg-Al-Zn系合金的耐蚀性较差
12-30
2019