2001年5月4日
由本毛利克顿12/02/2020更新的文章
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1937年锆的强烈晶粒细化效应的发现是镁合金发展的重要一步。锆的存在使砂型铸件具有细小的等轴晶组织，典型的晶粒尺寸为30-50微米。这与镁铝锌(Mg-Al-Zn)合金相对粗糙的枝晶结构相比较。由于锆与铝、锰形成稳定的化合物，不能用于Mg-Al-Zn合金的晶粒细化，因此需要全新的镁锆(Mg-Zr)合金。
第一个Mg-Zr合金含有锌作为强化元素，而随后的合金含有钍，银，最近，钇。大多数Mg-Zr合金含有稀土元素，例如铈，钕和镧，每个粒子，每个钕，其各自形成具有镁的简单共晶体系，并且由于形成相对低熔点的晶界网络的形成而增强耐可性。
合金的不断发展使Mg-Zr合金的室温力学性能有了很大的改善。然而，在高温性能方面的显著改善也允许最新的合金在300°C下使用，而早期的Mg-Zr合金在150°C下使用。图1显示了不同镁合金的抗拉强度和屈服强度随温度的变化。
图1。研究了温度对WE43、MSR (QE22)和RZ5 (ZE41)的抗拉强度和屈服强度的影响。
Mg-ZR合金的关键特性
- 轻的
- 低密度（铝的三分之二）
- 良好的高温机械性能
- 良好的耐腐蚀性
Mg-Zr合金的应用
Mg-ZR合金在航空航天工业中的一些常见应用可以在齿轮箱，变速箱，中间压缩机，辅助齿轮，发电机，檐篷和发动机部件中找到。
由于它们的轻质和机械性能，Mg-Zr合金用于电机赛道应用，以减少车辆重量。
其他应用包括电子，体育用品，核应用，办公设备，耀斑，牺牲阳极，闪光摄影和工具。2020欧洲杯下注官网
Mg-Zn-稀土（RE）-ZR合金
多年来，含有铈或镧等Re元素的Mg-Zn-Re-Zr合金是最广泛用于沙子和重力铸造目的。用于齿轮箱外壳的单一使用合金是RZ5（ZE41），其保留高达约150℃的机械性能。第二合金，Zre1（EZ33）已被广泛用于喷射发动机，其中需要良好的蠕变性质在约150℃。两种类型的合金具有优异的铸件;事实上，复杂的铸件可以用几乎没有微孔。
已经开发了一些没有稀土元素的Mg-Zn-Zr合金，包括ZK51（Mg 4.5％Zn 0.7％Zr），但由于其可抵抗力和可焊性差而不广泛使用。
含钍的合金
镁钍合金，ZT1（HZ32）和TZ6（ZZ6（ZH62）最初用于高温蠕变电阻，高达350°C。如今，这些合金主要用于飞机发动机，其中较好的蠕变性能是必不可少的，作为高温铝合金或钛的轻质替代品。
然而，对MG-Th合金制造和铸造厂的担忧导致了复杂且昂贵的生产操作，而环境因素显着增加了处置成本。对于新的项目而言，不考虑MG-TH合金，并且含有钇的合金可能用于类似的未来应用。
Silver-Containing合金
与Mg-Zn-Re-Zr合金相比，最初开发了含银合金的努力，以改善环境和高温性能。虽然银是主要的强化元素，但也使用钕或镨稀土元素。在T6热处理条件下，在高于200℃的温度下保持良好的拉伸性能;然而，与含钍合金的合金相比，这些合金的蠕变性质通常是较差的。
最常见的含银合金是MSR（QE22），其含有2.5％的银。在后续发展中，生产的EQ21是一种更便宜的低银合金，并发现具有相似的环境温度和稍微更好的高温机械性能。这些合金通常用于航空航天齿轮箱和发动机壳体，其中需要改善的高温性能，例如辊罗币泰中间壳体。
含钇合金（我们合金）
Mg-Y-Nd-Re-Zr合金，We43和We54主要是为了改善已经存在的镁合金的机械性能，特别是当在升高的温度下使用时，以及含钍合金的替代方案。We43含有比We54更少的钇和稀土元素，从而允许这些合金具有如此较低的强度但更高的延展性。我们合金的主要特点是它们与其他镁合金的固有耐腐蚀性。盐雾试验中我们合金的腐蚀速率类似于高纯度AZ91合金和许多铝铸造合金。
由于其强度，延展性和耐腐蚀性，航空航天业对WE43表示了相当大的兴趣。图1显示WE43在升高的温度和所有温度下的RZ5处具有优异的MSR强度。We43的性质也与共同的航空航天铝合金相比，如A356和A203，特别是当暴露于大于200°C的温度时，如图2所示。另外，We43的强度后不会显着降低长期高温曝光，有些铝铸造合金显示出实质性的性能。
图2。与A356和A203铝合金相比，温度对WE43拉伸性能的影响。
尽管WE54合金的延展性较差，但它的强度比WE43高，适用于高强度和/或延展性不那么重要的应用场合。迄今为止，人们对WE54的兴趣主要来自高性能赛车市场，它是大型发动机铸件(如缸体、机头和油底壳)以及较小部件(包括盖和泵壳)的铝合金替代品。欧洲、北美和日本的铸造厂现在在铸造WE合金方面拥有相当多的专业知识，并将WE合金铸件作为其产品系列的一部分。