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镁科研

变形镁合金铸锭缺陷及预防

发布时间：2023-01-28 作者：综合管理部 浏览量：

在铸锭中总会存在一些程度不等的种种缺陷，变形镁合金常见的缺陷有裂纹、熔剂夹渣、金属中间化合物、气孔和冷隔（成层），等等。大多数缺陷是不允许存在的，无法挽救，使产品成为废品，降低成品率。也有个别的“废品”仍可以继续加工，如羽毛晶（扇形晶），可由宏观试片或打断口确定与显示，在轧制与自由锻造时可能使工件开裂。通常。羽毛晶不算废品缺陷。




裂纹

  铸件中的裂纹有冷裂纹与热裂纹，但变形镁合金铸锭中很少出现冷裂纹，绝大多数为热裂纹，一旦出现有冷裂纹的铸锭就应报废，不能铣掉的即超过表层铣削量的发状热裂纹也应作废品处理。严格控制合金的化学成分与遵守工艺参数，精心操作，是减少裂纹的关键措施。

冷隔

  冷隔是由于铸造速度慢、铸造温度低、熔体在结晶器中的液面控制不稳、铸造漏斗选择不当、结晶器锥度不合理和结晶器斜置等造成的。采用液面自动控制是减少冷隔的有效措施，并适当加大铸造速度和提高铸造温度，若这两条措施不奏效则可适当提高结晶器高度，通常可铸得既没有冷隔又无裂纹的优质锭坯；加大结晶器锥度，可以降低铸锭表层导热，也可以在一定程度上防止冷隔。

带冷

气孔

  带状气孔由成片分散气孔组成，常见于MB3合金扁锭大面，有时与冷隔同时出现。此缺陷不易发现，铸锭铣面后在有带状气孔处呈现亮点，有经验者可立马发现。有带状缺陷的扁锭在轧制时，板材表面会出现成串的拉裂或孔洞。在这些地方不易氧化着色，不利于阳极氧化处理。

  带状气孔是体积结晶造成的，搅动液穴内熔体或个别地带熔体补充不足，往往会形成此缺陷，通常只在细晶锭坯内出现，同时多产生于晶粒边界。它对铸锭力学性能不利，同时可因此引发裂纹。



氧化

夹杂

  氧化夹杂实际上就是MgO膜，其中混有MgO·MgS和金属中间化合物，在试片断口上呈球状。此缺陷是由于工艺不完善或操作不当引起的，如将表面MgO膜搅入熔体内，或熔剂用的不当，通常用五号熔剂就可以显著减少锭中的氧化夹杂。

熔剂

夹渣

  熔剂夹渣是镁合金锭中最常见的缺陷，也是危害非浅的缺陷。熔剂渣的密度与镁熔体密度相差不大，在熔炼时不易彻底除净，成为制品与工件裂纹的起源。熔剂夹渣废品占镁合金锭坯废品总量的75%左右。这种缺陷是因熔炼、精炼工艺不合理、熔剂选择不当、熔体过热等因素引起的，如果这些因素不存在，熔剂夹渣缺陷便会大大下降。减少到低于5%。MB8合金锭最易产生这类缺陷，MB15合金的最少。熔剂夹渣与精炼剂的组成密切相关，用五号熔剂精炼MB8合金，几乎检验不到熔剂夹渣。

金属

中间

化合

物

  镁合金金属中间化合物的组成因合金不同而异，MB8合金中主要是β（Mn）一次晶，其中可溶解总量为2%的Fe和Al，在金属中间化合物聚焦区的Mn含量比基体中的高2.5倍到7倍。影响MB8合金金属中间化合物一次晶多少的工艺因素有：铸造温度、冷却速度、成分，等等，在成分中以Mn的多少的影响最大，Mn含量的最大值为1.55%，Fe和Al为杂质，应分别≤0.2%。


  在MB3合金中，金属中间化合物的相组成较复杂，有η（MnAl）相、亚稳定相MnAl）（τ相）和β（Mn）相，其中溶有Al。Fe在MB3合金中的基本存在形式是溶入含Mn的金属中间化合物，以固溶体形式存在。只有Fe的含量大于0.02%时才出现个别分散的FeAl3相，若合金的Fe含量小于0.05%，则不会出现含Fe的金属中间化合物。在MB3合金中，有金属中间化合物聚集的地方不易阳极氧化，使氧化后的产品色调不均匀，同时含有氧化铁时易发生腐蚀。


  在Mg-Zn-Zr系合金中，化合物的主要成分为锆和锌，含有0.01%Zr~0.19%Zr。当Zr含量大于5%时才会形成化合物ZnZr，但由于商业镁合金的Zr含量很小，所以在工业生产的镁合金中不会出现Zn、Zr化合物。



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