組織細密的鎂鋅鋯合金
2019-12-06 13:51 ?瀏覽：次
近30年來，美國道屋（DOW）化學公司等，在研發(fā)鎂基復合材料方面取得了很大進展，制備了SiC顆粒含量高達26Vo1.%的錠坯，其相對致密度達95%左右，直徑達到250mm以上，質(zhì)量約70kg，擠壓出外徑133mm、內(nèi)徑121mm管材，直徑79mm及直徑57.2mm的棒材，以及截面為133mm×19mm的矩形棒與不規(guī)則截面的型材。復合材料的基體合金有：AZ31B、AZ61A、AX80A、ZK60A、Z6（Mg+6mass.%Zn)、ZE62（Mg-6Zn-2Ce）、AZ90和AZ92A等，增強材料有：Al2O3顆粒（平均粒徑36μm）、SiC顆粒（平均粒徑36μm、16μm、10μm）、B4C顆粒（平均粒徑16μm）。
由于鎂基復合材料的變形能力差，擠壓成形難度大，擠壓速度慢，以0.3m/s~1.2m/s為宜。AZ31B/SiCp復合材料有相當好的可擠壓性能，基擠壓管材（外徑133mm、壁厚12mm）的力學性能見表1，表中數(shù)字為3個試樣的平均值，增強相為20mass.%SiCp。
由表中的數(shù)據(jù)可知，AZ31B/SiCp復合材料的強度、模量均比AZ31B合金的高得多，雖然SiCp的含量高達20%，但材料仍有相當高的塑性，另外，采用的更細的SiCp還可以進一步提高復合材料的強度。雖然這幾種復合材料的力學性能僅與未復合的ZK60A-T5合金的相當，但前者的模量高得多。
用熔體攪拌法制備的AZ91/SiCp、AZ61/SiCp復合材料及未增強基體合金的性能比較見表2。SiCp是在固相線及液相線溫度區(qū)間加入的，隨后在液相線溫度以上攪拌熔體，以降低SiCp與AZ910合金熔體之間的反應。
采用SiC晶須、2μm~5μm顆粒及碳纖維作為增強體可以獲得性能更優(yōu)秀的復合材料錠坯，經(jīng)壓力加工后可進一步提高力學性能，因為壓力加工可以消除錠坯中的一些缺點。
雖然Mg-Li合金有很高的比強度及比剛度，但基他力學性能仍不夠理想，如與陶瓷增強相制成復合材料，則各項性能可以獲得全面提升。
碳纖維和石墨纖維肯有高強度和高模量等優(yōu)點，而且不易與Mg及鎂合金發(fā)生反應，是理想的鎂及鎂合金復合材料增強體，但它們不適宜于高鋁含量的鎂合金，因為Al會與C反應生成Al4C3，對界面強度不利，此外，Al2O3也是鎂基復合金材料的有效增強體。
