MG-RE-ZN-ZR 합금 특성 및 응용

합금 원리에 따르면, 희토류 (RE) 요소들 사이에서 nd는 Mg에서 상대적으로 높은 용해도를 나타내며, 실내 온도 및 고온 강도에 크게 기여합니다. 혼합 Re (주로 CE)와 CE는 최저 용해도 (0.85%)를 나타내며, 이는 고온 강도에 도움이되지만 실온 강도 및 가소성에 악영향을 미칩니다. LA는 가장 약한 영향을 미치며 ND 및 CE에 비해 고온 및 저온 강도에 열등한 기여를 제공합니다.

ZM3 및 ZM4는 MG-CE 시스템에 속합니다. 두 합금은 동일한 혼합 RE (CE-Rich) 및 Zr 함량 (아래 표 참조)을 공유하지만 Zn 함량은 다릅니다. ZM3은 Zn (0.2%–0.7%)을 가지므로 실내 온도 강도를 높이고 ZM4는 더 높은 Zn을 함유하여 실온 강도를 향상시켜 고소도 강도를 감소시킵니다. 두 합금 모두 200-250 ° C에서 우수한 열 안정성을 나타내며 ZM3은 최대 250 ° C의 거의 변하지 않은 강도를 유지합니다. Mg-CE 합금의 AS- 캐스트 미세 구조는 입자 경계에서 α- 상 및 Re 화합물로 구성된다. 용해 된 ZR 함량이 증가함에 따라 곡물 크기가 감소하여 실내 온도 특성이 향상됩니다. 표준화 된 성능 요구 사항을 충족하려면 용해 된 ZR은 ZM3의 경우 0.4% 이상이고 ZM4의 경우 0.5% 이상이어야합니다 (평균 입자 직경 ≤0.04 mm).

MG-RE-ZN-ZR 시리즈의 고온 및 저온에서의 화학 조성 및 기계적 특성 열 내성 캐스팅 마그네슘 합금

I. ZM3 합금의 화학적 조성 및 특성

ZM3 합금의 열처리 시스템 : ZM3은 일반적으로 AS- 캐스트 상태에서 사용됩니다. 어닐링되면 권장되는 과정은 3-5 시간 동안 (325 ± 5) ° C이고, 공기 냉각입니다. 공기 중 ZM3의 점화 온도는 ≥400 ° C이지만, 가연성은 부분 치수 및 기하학에 의존합니다. 미세 입자 또는 먼지는 쉽게 발화하는 반면, 가공 칩은 점화 지점보다 가열되지 않으면 화재 위험이 낮습니다. 두꺼운 부분은 연소를 위해 장기 가열이 필요합니다.

 

II. ZM3 합금의 용융 및 주조 과정

(1) 합금은 용접을 위해 저탄소 강철 도가니에서 용융된다. 지르코늄 함유 합금의 용융 과정은 알루미늄 함유 마그네슘 합금의 용융 과정과 다릅니다. 캐스팅과 같은 도가니에서 수행되어야합니다. 캐스팅을 위해 다른 도가니로 옮기면 지르코늄 함량이 상실됩니다. 합금은 클로라이드와 불소로 구성된 플럭스의 덮개 아래에서 용융된다. 합금 공정 동안, 희토류 금속은 액체 표면 위의 공기의 고온에 노출되어서는 안되며, 산화 및 손실을 피하기 위해 액체 표면에서 제거해서는 안됩니다. 아연 손실은 무시 될 수 있지만, 희토류의 손실은 주조 작동에 따라 다르며, 일반적으로 10%에서 15% 사이입니다. 지르코늄은 지르코늄 질량 분율이 25%이상인 마그네슘-자르코늄 마스터 합금 형태로 첨가된다. 정제하는 동안, 염화 마그네슘이없는 특수 플럭스가 금속 표면에 뿌려집니다. 이것은 일반 플럭스의 염화 마그네슘이 희토류 금속과 반응하여 금속 액체로부터 침전되는 희토류 염화물을 형성하여 희토류의 손실을 유발하기 때문입니다. 주조하기 전에, 금속은 플럭스가 금속으로부터 분리되고 불용성 화합물로 침전 될 수 있도록 15 ~ 20 분 동안 서있게한다. 그런 다음 캐스팅을 캐스팅하는 데 필요한 수준으로 온도가 감소합니다. 합금 용융물의 15% ~ 20% 이상이 도가니 바닥에 남아있어 슬래그, 플럭스 및 불용성 지르코늄이 곰팡이에 부어지는 것을 방지해야합니다.

(2) 합금 제조 과정에서 알루미늄, 철, 실리콘 및 망간과 같은 원소에 의한 오염은 지르코늄의 입자 정제 효과를 방해하므로 방지해야합니다.

(3) 지르코늄의 용해도가 낮고 다양한 불순물 요소를 갖는 화합물을 형성하는 경향으로 인해, 지르코늄의 양은 합금에서 필요한 지르코늄 함량의 3 ~ 5 배 여야합니다.

(4) 곡물 정제 정도는 합금의 용해 된 지르코늄 함량과 밀접한 관련이있다. 동시에 지르코늄 함량은 합금의 인장 특성에 중대한 영향을 미칩니다. 따라서 녹는 기술과 온도 제어는 매우 극도로 적용됩니다 중대한.

 

III. ZM3 합금의 물리적 특성

ZM3 합금은 비자 성입니다. 녹는 온도 범위는 590-645 ℃이다. 열 전도도 λ는 100-300 ℃에서 117 w/cm · ℃입니다. 밀도 γ는 1.80 g/cm³입니다. 20 ℃에서 저항 ρ는 73 NΩ · m이다. ZM3 합금의 비열 용량 및 선형 팽창 계수는 다음 표에 나와 있습니다.

AS- 캐스트 조건에서 ZM3 합금의 미세 구조는 Mg 고체 용액 및 입자 경계에서 분포 된 차단 화합물로 구성된다. 깊은 부식의 경우, Zr의 intrragratheral seggregation이 관찰 될 수 있습니다. 더 높은 ZR 함량은 합금의 더 미세한 입자 크기를 초래하고 화합물이 수상 돌기 내에서 형성되는 경향이 낮다. 325 ℃에서 3 내지 5 시간 동안 어닐링 한 후, 일부 화합물은 입자 내의 작은 입자로 침전된다. ZM3 마그네슘 합금은 건조 공기에서 탁월한 내식성을 가지고 있지만, 화학적 안정성은 촉촉한 공기, 물 (특히 해수)에서 열악하며 대부분의 무기산과 격렬하게 반응합니다. 산업 대기에서 마그네슘의 부식성은 중간 탄소강의 내식성과 유사합니다. 마그네슘의 산화물 필름은 밀도가 높지 않으므로 대기 조건에서 장기 사용하려면 표면 처리가 필요합니다. 마그네슘 합금은 셀렌산, 불소 및 수소 플루오산에 대해 안정적이며 불용성 염을 형성합니다. 알루미늄과 달리, 마그네슘 합금은 수산화 나트륨과 반응하지 않으며 휘발유, 등유 및 윤활유에서도 안정적입니다. 마그네슘은 가장 전기 음성 금속 중 하나이며 알루미늄 합금 (AL-MG 합금 제외), 구리 합금 또는 강철로 만든 부품으로 직접 조립해서는 안됩니다. 철, 구리, 니켈, 실리콘, 염화물 및 기타 불순물 및 특정 주조 결함은 마그네슘 합금의 부식 안정성을 감소시킬 수 있습니다. 합금의 ZR은 입자 크기를 개선하고 불순물의 유해한 영향을 제거하여 합금의 부식성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

 

IV. ZM3 합금의 공정 특성

(1) 성능 형성.

ZM3 합금은 캐스팅 온도가 720 ~ 800 ° C 인 우수한 주조 가공성을 갖습니다. 합금은 우수한 충전 특성을 가지며 캐스트 테스트 바의 길이로 측정 된 유동성은 300mm입니다. 응고하는 동안 미세한 다공성을 형성하는 경향이 없다. 열 균열 경향 테스트의 첫 번째 균열은 12.5 ~ 15mm의 링 너비에서 형성됩니다. 선형 수축률은 1.3%입니다.

(2) 용접 성능.

합금은 Argon Arc Welting에 의해 용접 될 수 있으며 수리 용접 성능이 우수합니다. 용접 후 내부 응력을 제거해야하며 용접 후 내부 품질 및 표면 균열 검사를 수행해야합니다.

(3) 열처리 과정

합금은 필요할 때만 어닐링됩니다.

(4) 표면 처리 과정

주조의 표면은 화학적으로 산화되어 얇은 보호 층을 형성해야한다. 화학적 산화 처리 전에 주조는 샌드 블라스트 및 탈지되어야합니다. 부품의 다른 용도에 따라, 산화 처리 후에 오일 또는 페인트 보호를 수행해야합니다.

(5) 가공 및 연삭 성능

합금은 가공 성능이 우수하며 다른 금속에 비해 더 큰 절단 깊이와 매우 빠른 속도로 가공 할 수 있습니다. 일정량의 금속을 제거하는 데 필요한 전력은 다른 금속의 전력보다 낮습니다. 가공 중에, 절단 유체가 있든 관계없이 분쇄 또는 연마없이 우수한 매끄러운 표면을 얻을 수 있습니다.

 

V. ZM3 합금의 응용

ZM3 합금은 엔진 부품, 액세서리 및 다양한 케이싱에 널리 사용됩니다.