Mg-2.5Nd-0.5Zn-1Zr合金的力学性能研究

通过数值模拟、X光无损检测和拉伸试验对Mg-2.5Nd-0.5Zn-1Zr合金的室温力学性能进行了研究。结果表明：Mg-2.5Nd-0.5Zn-1Zr合金属于缺口敏感性材料,单铸拉棒的表层对其力学性能有明显的影响,未加工的单铸拉棒抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为233.1 MPa、162.8 MPa和3.5%,且离散性大。将其从准12 mm加工到准10 mm后,抗拉强度、屈服强度和伸长率达到257.3 MPa、180.8 MPa和4.6%,力学性能有明显提升,且数据更加稳定。Mg-2.5Nd-0.5Zn-1Zr合金制备的四种试样,均达到了设计指定的力学性能指标。其中加工后的单铸拉棒强度最好,抗拉强度和屈服强度分别超出设计要求11.9%和27.3%,附铸试样的强度和加工后的单铸试样相当。本体剖切试样的伸长率最高,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为225.9 MPa、153.3 MPa和6.1%,分别超出了设计要求13%、27.8%和52.5%。四种试样中,24 mm壁厚的单铸试板的强度和铸件本体强度最为接近,单铸拉棒和附铸试样的强度分别为铸件本体强度的113.9%和112.5%。

镁合金铸件的安全生产

针对目前镁合金铸件生产过程中存在的安全问题,根据单件小批量手工砂型铸造镁合金铸件的生产实际情况,按照镁合金铸件生产的流程对镁合金铸造过程存在的危险性进行分析,提出了相应的安全对策措施,包括镁合金原材料的存放和准备、镁合金型芯砂工艺的选择、镁合金熔炼和倒料过程中的注意事项、镁合金浇注方法的选择、浇注后的安全防护以及镁合金铸件生产过程中的安全管理措施,以减少镁合金铸件生产过程中意外伤亡事故的发生。

高强耐热镁合金舱体铸造技术

针对航天飞行器结构件轻量化、高比强度、耐高温以及高效成形等要求,开展了典型结构件的铸造技术研究。数值模拟结果和工艺试验表明,差压铸造结合缝隙式浇注系统可满足铸件的充型平稳和补缩要求,但容易在退让性差的部位产生裂纹。通过修改浇注系统、提高铸型退让性,实现了舱体的铸造成形,通过无损检测,舱体达到了I类铸件的要求。

树脂砂铸造镁合金阻燃技术研究

针对树脂砂铸造镁合金的燃烧问题,通过试验研究找出了采用树脂砂铸造镁合金过程中防止燃烧的途径,确定了阻燃涂料的成分配比,并采用该技术生产出了合格的舱体铸件。

大型铝合金框架的热处理变形控制

以大型铝合金框架为研究对象,研究了其热处理过程中的尺寸变形问题。结果表明,对于框架结构铸件,采用焊接拉筋的方法不能完全避免热处理变形问题,淬火后仍然存在变形,最大变形量为12.4mm。固溶处理后,采用人工矫正和机械矫正结合的方法对框架结构铸件进行矫正,能有效地将变形尺寸控制在有效范围内,满足设计要求。将框架铸件增加加强筋,浇注时整体成形,铸件最大变形量为2～5mm,取到了良好的效果。

Mg-8Zn-1Ag-0.7Zr合金组织和力学性能研究

利用OM、SEM等手段对Mg-8Zn-1Ag-0.7Zr合金的微观组织、析出相成分和力学性能进行了研究,为工程应用提供参考。结果表明,Mg-8Zn-1Ag-0.7Zr合金以等轴晶方式凝固,铸态合金主要由α-Mg、Mg-Zn-Ag三元化合物和Zn2Zr3相组成,第二相主要集中分布在晶界上。热处理后,晶界上第二相的连续分布形态得到明显改善,Zn元素在基体中的含量变化明显。铸态时,Zn元素含量为3.09%,经固溶处理后,增加为8.24%。时效处理后,Zn元素含量下降至5.42%,起到很好的析出强化作用。T4态合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为311.4 MPa、147.4 MPa和13.7%,较铸态提高明显。经T6处理后,合金抗拉强度、屈服强度和伸长率为325.4 MPa、217.6 MPa和5.1%。

热处理对WE43镁合金显微组织和力学性能的影响

采用低压铸造制备了WE43镁合金,使用OM、SEM、EDS研究了热处理前后合金的显微组织及元素分布情况,并对其力学性能进行测试,分析热处理对其力学性能的影响。结果表明,WE43镁合金铸态组织主要由α-Mg基体和晶界上的Mg_(24)Y_(5)共晶相组成。经过520℃×10h+225℃×14h热处理后,WE43镁合金主要由α-Mg基体、方块相团簇、少量残余Mg_(24)Y_(5)共晶相及针状的时效析出相组成。与铸态合金相比,热处理后WE43镁合金的抗拉强度和屈服强度显著提高,分别达到305.9 MPa和191.8 MPa,但伸长率下降至3.1%。