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先进熔解剂及在军工领域应用

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先进熔解剂及在军工领域应用

发布日期:2019-05-29 作者: 点击:

      镁合金作为最轻的金属结构材料,具有比强度/比刚度高、尺寸稳定、易于加工成形、导热导电性好、阻尼减振、电磁屏蔽和容易再回收等优点,因此被誉为“21 世纪绿色工程材料” 。镁合金已经成为航空航天、汽车、电子通信等工业领域的重要结构材料。在航空航天领域,镁合金被广泛应用于制造飞机、导弹、飞船、卫星上的重要机械装备零件,以减轻零件质量,提高飞行器的机动性能,降低航天器的发射成本。早在 20 世纪 50 年代,我国仿制的飞机和导弹的蒙皮、框架以及发动机机匣已采用镁稀土合金。70 年代后,随着我国航空航天技术的迅速发展,镁合金也在强击机、直升机、导弹、卫星等产品上逐步得到推广和应用。例如:ZM6铸造镁合金已经用于制造直升机尾减速机匣、歼击机翼肋及 30 kW 发电机的转子引线压板等重要零件;MB25 稀土高强镁合金已代替部分中强铝合金,在强击机上获得应用 。目前,我国航空航天领域对减重的迫切需求为镁合金新材料的开发与应用提供了机遇与挑战。


      为了提高镁合金的强度,上海交通大学近年来对各个 Mg-RE 系合金重新进行了审视,系统研究了Mg-Nd-Zn 、Mg-Gd 、Mg-Gd-Y 、Mg-Gd-Nd 、Mg-Gd-Sm 、Mg-Gd-Zn 、Mg-Gd-Ag 、Mg-Y-Nd 、Mg-Y-Sm 、 Mg-Dy-Gd-Nd 、 Mg-Y-Gd 、Mg-Sm-Zn等多个 Mg-RE 系合金,重点探讨了合金的强化与韧化机制,研究发现 JDM1 和 JDM2 镁合金具有优良的综合力学性能,下面重点介绍这两种合金的显微组织与强韧化机制。

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      镁合金经过热挤压后晶粒明显细化,由再结晶晶粒、未完全再结晶组织和热挤压过程中析出的第二相组成,其中再结晶晶粒呈双峰分布,大晶粒尺寸在m 级,小晶粒尺寸在亚m 级(图 5(a)),未完全再结晶组织的[0001]面平行于挤压方向(图 5(b))。挤压态 JDM1 镁合金仍可以产生时效硬化现象,熔解剂厂家时效后合金力学性能进一步提高,350 ℃挤压时效态(T5 态)JDM1 镁合金的室温力学性能为屈服强度 290 MPa、抗拉强度 317 MPa、延伸率22%。挤压态 JDM1 镁合金的强化机制主要为晶界第二相强化和析出相强化。


      对于复杂铸件,采用砂型铸造时通常需要制备复杂的砂芯。传统砂芯制备方法是先向芯盒内填砂,从芯盒内取出型芯后,再在型芯表面刷、喷、浸或流淌涂料,其涂料层均匀度难以控制,且型砂强烈吸水,涂料容易在型芯表面堆积,难以得到表面光洁的铸造模样,从而影响最终铸件的尺寸精度和光洁度。上海交通大学发明了镁合金专用的非占位式转移涂料技术 [21-22] :先将涂料涂在模样表面上,然后在涂料上面充填造型材料,固化后涂层自发地转移至型芯表面。该技术中涂层完整地复制了模型表面的形状和光洁度,显著提高了铸件表面的光洁度和尺寸精度。

    


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