公司logo

新闻动态

设备外壳性能测试

发布日期:2020-9-15
  密度轻、减震降噪性佳、可回收性好的镁合金,在航空航天,国防军工、手持工具等领域得到了越来越广泛的应用。但是,在机械设备等工业领域中,镁合金的应用受到极大的限制,这主要是因为镁合金的耐腐蚀差以及阻尼性能不佳等造成的网。为此,人们在改善镁合金耐腐蚀性能方面进行了较多的研究,也取得了卓有成效的研究成果。但是,在镁合金阻尼性能方面的研究还远远不够,镁合金的阻尼性能改善还需要更多的探索和研究。鉴于此,本文采用连续挤压工艺,获得了机槭设备外壳用挤压态新型镁合金Mg-8AI-1Zn-0.15In-0.15Ti,并进行了合金的
显微组织观察.XRD分析及力学性能和阻尼性能的测试与分析,为机械设备外壳用镁合金的研究提供了一种新的思路。
  1
  试验材料与方法
  试验选用工业级Mg、Al、Zn.Ti以及Mg5Mn、Mg- 10In、Mg-10Nb中间合金,在ZG-25AZ型真空中频感应熔炼炉中进行合金熔炼,然后采用铁模进行浇注以获得镁合金铸锭,然后在MFCCE300型挤压机上进行连续挤压,获得挤压态新型镁合金试样。连续挤压的主要工艺参数,如表1所示。制备出的Mg-8Al-1Zn-0.15In-0.15Ti镁合金试样,采用SPECTROIQII型能量色散X射线荧光光谱仪分析化学成分,分析结果如表2所示。机械设备外壳挤压态新型镁合金试样,用线切割切出金相试样,并经金相制样后用PG18型金相.显微镜和EVO18型扫描电子显微镜(SEM)进行观察。物相分析采用X'Pert PRO型X射线衍射仪,扫描范围为10-90 、靶材为Cu靶、管电压为40kV。力学性能采用WAW-1000D型微机控制电液伺服万能试验机进行测试,拉伸方向平行于挤压方向,并用EVO18型扫描电镜观察拉伸断口形貌。阻尼性能采用葛式低频扭摆仪进行测试,试样尺寸为150 mmx1 mmxl mm,加热炉升温速率为1.5"C/min,测试温度为25- 300C、测试频率为0.2~1.0Hz,在升温过程中测试试样的阻尼性能,每次测量时间小于30s。
2试验结果及讨论
  2.1显微组织
  试验制备的机械设备外壳用挤压态新型镁合金Mg-8AI-1Zn-0.15In-0.15Ti,其显微组织金相(OM)照片如图1所示。合金显微组织扫描电镜(SEM)照片,如图2所示。从图1和图2可看出,采用连续挤压工艺制备的机械设备外壳用挤压态新型镁合金组织均匀、晶粒细小,无明显的孔洞、气孔或夹杂。合金中的第二相呈三维网状分布在基体中15)。合金元素In和Ti的复合添加,显著细化了镁合金晶粒,促进了合金中三维网状结构第二相的生成。
2.2 XRD分析
机械设备外壳用挤压态新型镁合金的XRD图谱,如图3所示。可看出,该挤压态新型镁合金由a-Mg基体和少量的MgrA12相组成。合金中未发现含In、Ti的单质或化合物相,这可能是由于这些合金元素的添加量较少造成的。合金中添加Mn主要是用于除去杂质Fe,合金中也未发现含Mn的化合物相。合金中的Zn溶于a-Mg基体中。
 
  2.3力学性能
  机械设备外壳用挤压态新型镁合金的应力-应变曲线,如图4所示。可看出,机械设备外壳用挤压态新型镁合金具有较佳的室温力学性能。平行于挤压方向进行拉伸试验时,合金的室温抗拉强度达327MPa、屈服强度达268MPa断后伸长率达25%。
 
  图5是机械设备外壳用挤压态新型镁合金室温拉伸断口SEM照片。可看出,合金的拉伸断口由较多的细小韧窝和少量的撕裂棱组成,表现出较为明显的韧性断裂特征。
  2.4阻尼性能
试验制备的机械设备外壳用挤压态新型镁合金以及商业AZ31镁合金,在0.8Hz频率下的阻尼性能测试结果如图6所示。可看出,随着温度的升高,该挤压态新型镁合金和商业AZ31镁合金的阻尼性能均逐渐增大,但在相同温度下该挤压态新型镁合金的阻尼性能明显增加。与商业AZ31镁合金相比,该挤压态新型镁合金在25C条件下的阻尼性能从26x103增加到77x103,增加了196% ;200C阻尼性能从83x103增加到174x10*,增加了110%;300C阻尼性能从106x103增加到214x103,增加了102%。由此可以看出,在相同的频率下,本实验制备的挤压态新型镁合金较商业AZ31镁合金具有更好的阻尼性能。
  试验制备的机械设备外壳用挤压态新型镁合金以及商业AZ31镁合金,在25"C条件下的阻尼性能测试结果,如图7所示。可看出,随着频率从0.2Hz增加至1.0Hz,该新型镁合金和商业AZ31镁合金的阻尼性能均逐渐下降,但是该新型镁合金的阻尼,性能下降幅度明显较商业AZ31镁合金变缓。具体地,在25°C条件下,与商业AZ31镁合金相比,该新型镁合金的0.2Hz时的阻尼性能从73x103增加到84x10*,增加了15%;该新型镁合金的1.0Hz时的阻尼性能从11x103增加到76x10*,增加了591%;随频率从0.2Hz增加至1.0Hz,商业AZ31镁合金的阻尼性能从73x103下降至11x103,下降了85%,而该新型镁合金的阻尼性能从84x10-3下降至76x103,仅下降了10%,阻尼性能降幅较商业AZ31镁合金减小了75%。由此可以看出,在相同的温度条件下,本试验制备的挤压态新型镁合金较商业AZ31镁合金具有更好的阻尼性能。
  综上,本试验制备的挤压态新型镁合金的阻尼性能较商业AZ31镁合金得到显著改善。这主要是因为合金元素In和Ti的复合添加,显著细化了合金晶粒,促进了合金中三维网状结构第二相的生成,从而对镁合金起到了很好的细化作用,增大晶界处的位错密度,从而有效提高体育运动器材用镁合金的阻尼性能6。因此,本试验制备的挤压态新型镁合金具有较佳的阻尼性能,有望在机械设备外壳上得到工程应用。
  3结论
  (1) 挤压态新型镁合金Mg-8Al-1Zn-0.15In-0.15Ti,组织较为细小、第二相呈三维网状分布,具有较佳的力学性能和阻尼性能,有望在机械设备外壳上得到工程应用。
  (2) 挤压态新型镁合金Mg-8AI-1Zn-0.15In-0.15Ti由x-Mg基体和少量的MgnAl2相组成,合金中未发现In、Ti的单质或化合物相。
  (3) 在0.8Hz频率下,与商业AZ31镁合金相比,挤压态新型镁合金Mg-8Al-1Zn-0.15In-0.15Ti在25"C条件下的阻尼性能增加196%、200^C阻尼性能.增加110%、300"C阻尼性能增加102%。
  (4) 随频率从0.2Hz增加至1.0Hz, 与商业AZ31镁合金相比,挤压态新型镁合金Mg-8Al-1Zn-0.15In-0.15Ti在25"C时的阻尼性能降渗透,随着腐蚀的不断进行,腐蚀率会下降。结晶器中铝熔体是流动的,会对反应物冲刷剥离,促进铝钛间原子扩散,而超声的空化作用会加快Al;Ti的剥离,加快了腐蚀进程。
 
拨打电话