金属镁的氧化及氧化机理研究进展

镁合金作为目前最轻的商用金属结构材料,在航空航天、汽车、3C产品等领域具有广泛的应用前景。同时,面对全球铁铝资源日趋紧缺和我国大量进口铁铝矿石的困境,推广应用镁合金材料具有重要的战略意义。与常用的钢铁材料和铝合金相比,镁合金的研究与开发还不充分,应用也受限。镁合金的耐腐蚀性能差,部分原因是镁的化学活性高,且表面生成的保护膜不具备保护作用。尤其在高温下,镁及其合金极易氧化,甚至燃烧,释放大量的热,这成为限制镁合金大量推广应用的瓶颈之一。针对镁及其合金极易氧化的问题,近年来研究学者围绕其氧化机制和影响因素开展了大量的研究,认为镁合金的氧化受氧化膜P-B值、镁的蒸发、扩散等因素影响。目前,大多通过合金化的方式来提高镁的抗氧化性。镁合金抗氧化性研究为高抗氧化性镁合金的研发提供了理论支持,同时扩大了镁合金的高温应用前景,并将为镁合金行业带来巨大的经济效益。本文归纳总结了国内外镁及其合金氧化特征及氧化机理的研究进展。首先,简述了镁的氧化;然后,分析了镁氧化的机理和影响因素,重点讨论了P-B值、扩散、蒸发、金相组织、合金元素对镁及其合金氧化行为的影响规律及作用机理;最后,总结了目前研究中的不足,提出了镁抗氧化性研究方向的建议。

含高丰度稀土元素的镁合金研究进展

镁合金质量轻、比强度和比刚度高、储量丰富、易回收再生,成为双碳背景下的研究热点,但其力学性能欠佳、耐蚀性差等问题制约了其更广泛的应用。近年来,国内外将镁和高丰度稀土两种优势资源相结合,针对含高丰度稀土镁合金的结构和功能特性开展了广泛研究。重点综述了Y、Sm、Ce、La等高丰度稀土元素对镁合金显微组织、力学性能、耐蚀性能以及导热性能的影响规律及研究进展,提出了含高丰度稀土镁合金亟待解决的问题及未来深入研究的方向。

粉末冶金镁基材料研究进展

镁及其合金具有密度低、比强度和比刚度高、阻尼减振和电磁屏蔽性能好、液态成型和机加工性能优良、易回收再生等优点,在航空航天、地面交通和3C产品等领域具有很好的应用前景。然而,镁合金的绝对强度偏低,耐热和耐腐蚀性能不佳,限制了其更广泛的应用。研究和工程实践显示,粉末冶金工艺在改善镁基材料力学性能和耐蚀性方面具有很大的潜力。本文综述了粉末冶金镁基材料研究的最新进展,并简要介绍了粉末冶金镁基材料在生物医学、汽车和储氢等领域的应用情况,最后,展望了粉末冶金镁基材料及工艺研究的发展方向。

铸造Mg-5Cu-3Zn合金第二相表征及细晶机理研究

以铸态Mg-5Cu-3Zn合金为对象、Mg、Mg-5Cu和Mg-3Zn为参照,对显微组织(尤其是第二相)进行了表征,并探讨了Cu和Zn的细晶机理。结果表明:向纯Mg中加入Cu、Zn和Cu、Zn复合添加后,晶粒依次由柱状晶转变为等轴晶。Mg-3Zn中第二相呈颗粒状分布于基体中,物相组成为α-Mg+MgZn;Mg-5Cu中第二相形貌呈网状,物相为α-Mg+CuMg_(2);Mg-5Cu-3Zn晶界上的第二相呈现出2种不同的形貌:连续的块状CuMg_(2),不连续的鱼骨状CuMgZn。Zn对Mg的晶粒细化机理主要是Zn在固液界面前沿偏聚引起的“成分过冷效应”;Cu对Mg的晶粒细化机理主要是Cu在固液界面前沿偏聚引起的“成分过冷效应”和CuMg_(2)对晶界的钉扎作用;Cu与Zn复合添加的细晶效果更好,是由于Cu和Zn的复合添加导致“成分过冷效应”及第二相对晶界的钉扎作用更为强烈。