마그네슘 합금 시리즈 —— 마그네슘-자르코늄 마스터 합금

i. 마그네슘 합금에서 지르코늄의 역할

미세 곡물 강화는 강도를 향상시키고 가소성과 강인성을 향상시키기 위해 마그네슘 합금을 강화하는 가장 효과적인 방법 중 하나입니다. 현재 가장 일반적으로 사용되는 미세 결정 강화 방법은 금속 합금, 즉 합금 입자에 단일 요소와 화합물을 추가하여 더 큰 요소의 zr, ca, si 및 기타 입자 성장 억제 인자 grf (성장 제한 인자) 값과 같은 마그네슘 합금을 개선 시켜서 금속 합금입니다. 그중에서도 zr 요소의 grf 값은 38.29이고, 결정 구조는 mg의 값과 매우 유사하며, 이는 mg-re 합금의 개선에 가장 중요한 영향을 미칩니다. 동시에, zr의 첨가는 합금의 열 균열 경향을 감소시키고 강도, 가소성 및 크리프 저항을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 표 1에 도시 된 바와 같이 zr 및 mg 요소의 특성에는 큰 차이가있다; 그리고도 1의 mg-zr의 이진 상 다이어그램에 도시 된 바와 같이, 두 가지 요소는 기본적으로 불가능하다. 수많은 연구에 따르면 zr을 추가하는 가장 좋은 방법은 용융 마그네슘에서 mg-zr 마스터 합금을 첨가하는 것입니다.

표 1 zr 및 mg의 특성 비교

강요	mg	zr
용융점/℃	650	1855
끓는점/℃	1107	4409
밀도/g▪cm-3	1.738	6.51
결정 구조	hcp	hcp
격자 상수	a = 0.32092 nmc = 0.52105 nmc/a = 1.6236	a = 0.3232 nmc = 0.5147 nmc/a = 1.5925
원자 반경/nm	0.162	0.16

그림 1 mg-zr 이진 위상 다이어그램

ii. 중아그네슘-자르코늄주인합금 준비 과정

mg-zr 마스터 합금의 전통적인 제조 공정은 마그네슘 열 감소 방법이며, 이는 1100 ℃ 이상의 고온에서 용융 염으로 덮음으로써, 과량의 금속 mg는 감소 반응에서 칼륨 지르코늄 플루오 라이드와 반응하여 금속 zrg-zr mg를 형성하기 위해 과도한 감소 반응으로 반응한다. 이 공정의 감소 온도는 금속 mg의 용융점보다 훨씬 높으며, 이는 필연적으로 금속 mg의 산화 및 연소로 이어질 것이며, 많은 양의 연기를 생성합니다. 반면에, 칼륨 지르코늄 불소를 원료로 사용하고 용융 소금 덮개 보호 모드를 사용하기 때문에 많은 불소 함유 폐기물 잔류 물이 생성되며 환경은 매우 심각한 오염입니다. 이 과정에 의해 제조 된 mg-zr 마스터 합금은 조성 분리, 거친 지르코늄 입자, 응집, 쉬운 산화 부식 등과 같은 일련의 품질 문제를 가지고 있으며, 이는 새로운 세대의 고성능 희토류 마그네슘 합금의 품질 및 성능 요구 사항을 충족시킬 수 없습니다.

우리 회사는 비마그네슘 열 감소 방법으로 고품질 mg-zr 마스터 합금을 준비하는 새로운 프로세스를 독립적으로 개발했습니다. 이 공정은 가스 보호 모드를 통해 생산 환경뿐만 아니라 대규모 생산에 적합 할뿐만 아니라, 대규모 생산에 적합 할뿐만 아니라, 미세한 크기의 zr 입자, 균일 한 분포, 대규모 응집력, 비록 산자 방지, 고출성의 이용에 적합한 mg-zr 마스터 합금을 700 ℃ 이하로 제어 할 수 있다는 독특한 용융 및 교반 기술을 채택한다. 제품은 그림 2에 나와 있습니다.

그림 2 mg-zr 마스터 합금

 iii. 중아그네슘-자르코늄주인합금 기술 지표

1. 구성

표 2 mg-zr 마스터 합금 조성물 테이블

유형	사양	불순물 내용	주목
mg-zr10	zr ： 10 ± 1%	fe≤0.02%、 si≤0.02%、 mn≤0.02%、 ca≤0.02%、 ni≤0.002%、 al≤0.007%、 cu≤0.0008%	요청시 zr 컨텐츠를 사용자 정의 할 수 있습니다
mg-zr20	zr ： 20 ± 2%
mg-zr30	zr ： 30 ± 2%

2. 미세 구조 및 zr 입자 크기

그림 3 다른 zr 함량의 미세 구조 mg-zr 마스터 합금

그림 4 mg-zr20 마스터 합금 zr 입자 크기 분포

3. 타자 테스트 보고서